Investigadores australianos han construido los primeros prototipos funcionales de baterías cuánticas. Estas baterías cargan en nanosegundos y se vuelven más rápidas cuanto más grandes son
Investigadores australianos han creado el primer prototipo funcional de batería cuántica capaz de cargar, almacenar y liberar energía en tiempo récord. El hallazgo, publicado en la revista Light: Science & Applications, describe unas baterías que se vuelven más rápidas cuanto más grandes son. Esto permitiría cargar un móvil de forma casi instantánea, recargar coches eléctricos más rápido que un repostaje de gasolina y alimentar ordenadores cuánticos con una eficiencia imposible para la electrónica convencional.
Una batería cuántica no funciona como las convencionales. En lugar de almacenar energía electroquímica, aprovecha los llamados efectos colectivos cuánticos: un fenómeno por el que las unidades de almacenamiento de la batería no actúan de forma independiente, sino que se comportan como un sistema coordinado. Y cuantas más unidades hay, más rápido carga cada una. Es decir, una batería cuántica más grande no tarda más en cargarse, sino menos.
«Mi mayor aspiración es un futuro en el que podamos recargar los coches eléctricos mucho más rápido que los de gasolina, o recargar dispositivos de forma inalámbrica a larga distancia», afirma James Quach, científico del CSIRO (el centro de investigación pública australiano) y líder de la investigación. «Nuestros hallazgos confirman un efecto cuántico fundamental que es totalmente contrario a lo que cabría esperar: las baterías cuánticas se recargan más rápido cuanto más grandes son. Las baterías actuales no funcionan así».
Cómo funciona
El equipo de James Quach lleva persiguiendo esta idea desde 2018. En 2022, junto con colegas del Reino Unido e Italia, construyó el primer prototipo funcional usando una microcavidad orgánica, una especie de sándwich microscópico y complicadísimo de varios materiales que atrapa la luz de una forma muy específica. Con ese dispositivo lograron demostrar experimentalmente que las baterías cuánticas más grandes se cargan más rápido, exactamente como predecía la teoría.
El problema de ese primer prototipo es que no tenía forma de sacar la energía almacenada. En el nuevo estudio, el equipo añadió capas adicionales al dispositivo capaces de convertir esa energía atrapada en corriente eléctrica utilizable. «Aunque queda mucho trabajo por hacer en la investigación de baterías cuánticas, hemos dado un paso importante hacia la materialización de sus posibilidades». asegura Quach.
Aun así, la capacidad actual de estos prototipos es minúscula —del orden de miles de millones de electronvoltios, una cantidad que suena grande pero que en términos energéticos prácticos es prácticamente nada— y el tiempo que mantienen la carga se mide en nanosegundos. Lo que hace imposible su aplicación práctica inmediata.
Clave para los ordenadores cuánticos
Sin embargo, hay un caso de uso inmediato: los ordenadores cuánticos. Estos sistemas, que operan bajo las mismas leyes físicas que las baterías cuánticas, podrían beneficiarse enormemente de una fuente de energía compatible con su naturaleza. De hecho, varios estudios apuntan a que las baterías cuánticas podrían ser la pieza que falta para que los ordenadores cuánticos escalen y se vuelvan verdaderamente útiles.
El equipo del CSIRO trabaja ahora en aumentar el tamaño del prototipo y alargar el tiempo de retención de carga. Su objetivo es un diseño híbrido que combine la velocidad de carga cuántica con la capacidad de almacenamiento de las baterías clásicas.
«Nuestro dispositivo de prueba de concepto demuestra una carga rápida y escalable, con almacenamiento de energía a temperatura ambiente, sentando las bases para las soluciones energéticas de próxima generación», afirma el investigador. «El siguiente paso para las baterías cuánticas ahora mismo es extender su tiempo de almacenamiento de energía. Si logramos superar ese obstáculo, estaríamos un poco más cerca de unas baterías cuánticas comercialmente viables».
Fuente: elconfidencial.com
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