Pesquisadores do Instituto de Fotônica e Nanotecnologias do Cnr e do Politecnico di Milano construíram uma bateria que, seguindo as leis da física quântica, tem um tempo de recarga inversamente relacionado à quantidade de energia armazenada.
As baterias quânticas são uma nova classe de dispositivos de armazenamento de energia que operam de acordo com os princípios da física quântica, a ciência que estuda o infinitamente pequeno onde as leis da física clássica nem sempre se aplicam. Tersilla Virgili do Instituto de Fotônica e Nanotecnologias do Conselho Nacional de Pesquisa (Cnr-Ifn) e Giulio Cerullo do Departamento de Física do Politecnico di Milano mostraram que é possível fabricar um tipo de bateria quântica onde o poder de carregamento aumenta mais rapidamente aumentando a capacidade da bateria. O trabalho, realizado em conjunto com outros grupos de pesquisa internacionais, foi publicado na Science Advances.
“As baterias quânticas têm uma propriedade contra-intuitiva em que o tempo de recarga é inversamente relacionado à capacidade da bateria, que é a quantidade de carga elétrica armazenada”, explica Virgili. “Isso leva à intrigante ideia de que o poder de carregamento das baterias quânticas é superextensivo, o que significa que aumenta mais rapidamente com o tamanho da bateria”. O dispositivo fabricado é uma microcavidade na qual o material ativo consiste em moléculas orgânicas dispersas em uma matriz inerte. “Cada molécula representa uma unidade que pode existir em um estado de superposição quântica de dois níveis de energia (fundamental e excitado), semelhante à forma como um qubit, a unidade básica de informação quântica, pode ser 0 e 1 simultaneamente em computadores quânticos”. Cerullo especifica.
Ao construir a bateria quântica de forma que as unidades possam existir em superposição, o sistema total pode se comportar coletivamente. Esse comportamento, conhecido como coerência quântica, permite que as unidades atuem cooperativamente, dando origem a uma carga hiper-rápida que depende sobre o número de unidades-moléculas. “No futuro, esse tipo de dispositivo poderá ser aplicado em diversos campos científicos e tecnológicos, como carregadores sem fio, células solares e câmeras”, conclui Virgili
Publicado em 21/01/2022 06h55
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