El grupo de científicos, ha creado una novedosa batería cuántica con capacidad auto-recargable.
Los investigadores australianos descubrieron la manera de crear una batería cuántica que se carga con luz ambiental, además lo hace a mayor velocidad a medida que su tamaño se aumenta.
Foto: El Dr. Quach en su laboratorio. (Universidad de Adelaide)
Los expertos de la Universidad de Adelaide en Australia, han dado a conocer lo que ellos denominan como ‘un gran paso para la sostenibilidad energética de la humanidad’, ya que han descubierto una forma de fabricar las hasta ahora teóricas baterías cuánticas.
Este novedoso tipo de batería, afirman, utiliza las propiedades de los átomos entrelazados cuánticamente para utilizar la luz ambiental y lograr cargarse más rápidamente que una batería normal conectada a una corriente eléctrica.
Es decir, no necesitarían de una fuente externa para cargarse.
El Dr. James Quach, autor principal del estudio, señala al respecto:
“El efecto colectivo cuántico produce un efecto de superabsorción, la idea de que la velocidad a la que la molécula puede absorber la luz aumenta a medida que aumentamos el número de moléculas en la batería”.
Esta observación sigue el trabajo de un equipo científico canadiense en 2019, que propuso abandonar las baterías de ion de litio para capturar y almacenar energía usando conceptos de la mecánica cuántica.
El estudio ha sido publicado recientemente en el diario científico Science Advances.
¿Pero, cómo es su funcionamiento?
Quach agrega:
“Es un concepto a la vez poderoso y contraintuitivo. Cuando los átomos están entrelazados cuánticamente, afirma, se produce ese efecto de superabsorción. Cuantas más baterías cuánticas tengas, menor tiempo tomará cargarlas.
El tiempo, disminuirá en relación con la raíz cuadrada del número de baterías entrelazadas”.
Tinta Lumogen-F Orange, un compuesto común que se puede comprar en apps de ventas.
Utilizando deposición física de vapor por haz de electrones (técnica que usa un rayo de electrones para vaporizar los átomos de un ánodo y que estos se depositen en capas dentro de una cámara de vacío), el grupo de Quach construyó microcavidades de moléculas orgánicas que absorben luz usando una tinta llamada Lumogen-F Orange.
Cada microcavidad (señala Quach) se sitúa entre 2 espejos ‘creados con método estándar en la fabricación de espejos de gran calidad’. Usa capas alternas de materiales dieléctricos {dióxido de silicio y pentóxido de niobio} para crear lo que se conoce como un “reflejo Bragg distribuido”.
Y agrega:
“Esos espejos, reflejan mucha más la luz que un espejo típico de metal/cristal. Esto es importante, ya que queremos que la luz permanezca dentro de la cavidad el mayor tiempo posible”.
Posteriormente, el grupo expuso la batería con láseres y observaron que estas capas de apenas unos nanómetros de grosor se cargaban de energía a una velocidad extremadamente alta gracias al efecto de superabsorción que produce el entrelazamiento cuántico.
Y, por supuesto, a medida que se aumentaba el tamaño de la microcavidad, la velocidad de carga era superior. Hasta ahora solo habían podido observar este efecto con unos pocos átomos.
Quach menciona en ese sentido:
“El experimento demuestra por primera vez que estos dispositivos se pueden fabricar a gran escala y que no solo es algo teórico, sino que puede ser algo práctico”.
¿En cuánto tiempo estaría disponible para su comercialización?
Quach y su grupo de investigación se muestran optimistas.
El siguiente paso -afirman- será la construcción de una protobatería cuántica que ‘de forma esencial tendrá 3 capas: 1 capa de carga, 1 capa almacenamiento y 1 capa de descarga. El efecto cuántico estará en la capa de carga’.
Los científicos señalan que la batería final (a la que nombran “batería cuántica fotocargable”) solo requerirá la luz ambiental para cargar.
Quach considera que podrán tener el primer prototipo listo en un plazo de 3 a 5 años y que, en principio, podrá ser utilizado en la alimentación de pequeños dispositivos.
Acorde al comunicado que ha emitido, esta batería “proporcionaría una reducción significativa de costes a la vez que reduciría la imprevisibilidad de la energía de las tecnologías solares”.
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