Clau per emportar
- Les bateries quàntiques algun dia podrien revolucionar la indústria oferint mides més petites i una càrrega més ràpida.
- Però un expert diu que les bateries quàntiques poden estar a "anys o dècades" d'alimentar el vostre telèfon mòbil.
- S'està duent a terme una investigació prometedora per treure més profit de la química de les bateries d'ions de liti.
Els vostres aparells podrien obtenir un dia un augment de potència important gràcies a la mecànica quàntica.
Els investigadors han anunciat un avenç en les bateries quàntiques que eventualment podria revolucionar el funcionament dels gadgets. Les bateries quàntiques podrien ser més petites i carregar-se més ràpidament que les bateries actuals. La nova tecnologia és només una de les maneres en què la indústria de les bateries està preparada per repensar-se.
"Des d'una perspectiva purament funcional, volem aparells més lleugers amb més emmagatzematge i la nova tecnologia de bateries ens podria permetre a tots dos", va dir a Lifewire Mark Falinski, un científic de sostenibilitat ambiental que no va formar part de l'estudi recent. entrevista per correu electrònic.
Bateria de Schrödinger?
Investigadors de la Universitat d'Adelaide a Austràlia afirmen que han fet un pas crític per fer realitat les bateries quàntiques. Diuen que van demostrar el concepte de superabsorció, una idea crucial que sustenta les bateries quàntiques, segons un estudi publicat recentment a la revista Science Advances.
"Les bateries quàntiques, que utilitzen principis de mecànica quàntica per millorar les seves capacitats, requereixen menys temps de càrrega com més grans són", James Q. Quach, un dels autors de l'estudi, va dir en un comunicat de premsa. "És teòricament possible que la potència de càrrega de les bateries quàntiques augmenti més ràpidament que la mida de la bateria, cosa que podria permetre noves maneres d'accelerar la càrrega."
Per demostrar el concepte de superabsorció, l'equip va construir microcavitats semblants a hòsties de diferents mides que contenien molècules orgàniques. Cada microcavitat es va carregar amb un làser.
"La capa activa de la microcavitat conté materials semiconductors orgànics que emmagatzemen l'energia. Subjacent a l'efecte súper absorbent de les bateries quàntiques hi ha la idea que totes les molècules actuen col·lectivament mitjançant una propietat coneguda com a superposició quàntica", va dir Quach..
La superposició quàntica, un principi fonamental de la mecànica quàntica, diu que, com les ones de la física clàssica, es poden sumar dos estats quàntics qualsevol ("superposat") i el resultat serà un altre estat quàntic vàlid.
Però Falinkski va advertir que les bateries quàntiques podrien estar a "anys o dècades" d'alimentar el vostre telèfon mòbil.
"Dit això, s'estan proposant moltes inversions en l'espai de la informàtica quàntica, i si aquestes mateixes inversions es fan avançar en bateries quàntiques, podríem avançar realment a un ritme més ràpid", va afegir..
Ens estem apropant al límit teòric del que poden emmagatzemar i reutilitzar les nostres bateries.
Potenciar les innovacions
La necessitat d'una nova tecnologia de bateries és gran. L'any 2040, s'espera que l'energia consumida per les persones hagi augmentat un 28 per cent respecte als nivells del 2015. La major part de l'energia seguirà provinent dels combustibles fòssils amb els costos ambientals associats.
"Ens estem apropant al límit teòric del que les nostres bateries poden emmagatzemar i reutilitzar", va dir Falinski. "Les bateries de ions de liti cada cop milloren, però estem arribant a un punt en què la física i la química no les poden millorar molt més."
S'estan duent a terme investigacions prometedores per treure el màxim profit de la química de les bateries d'ions de liti, inclosos nous materials que ofereixen la promesa d'augmentar la densitat d'energia, la densitat de potència, la vida útil del cicle o la disminució del cost, es troben en diverses etapes de desenvolupament, Craig. Lawrence, un inversor en tecnologia neta que té formació en enginyeria de bateries, va dir a Lifewire en una entrevista per correu electrònic.
Les bateries d'estat sòlid, una tecnologia de bateries de liti-metall, podrien oferir una densitat d'energia substancialment més alta que la d'ió de liti, va dir Lawrence.
"Tenim una potència informàtica gairebé infinita a la nostra butxaca, però és tan útil sempre que la bateria pugui mantenir-la en funcionament", va afegir. "És per això que no podem tenir un telèfon intel·ligent que duri més d'un dia amb una càrrega o un drone que pugui durar més de 30-60 minuts."
Les bicicletes elèctriques són una altra àrea que necessita una revisió de la bateria. El 2021, només la ciutat de Nova York va informar de més de 80 incendis relacionats amb bicicletes elèctriques i les seves bateries. ZapBatt ha creat una bateria de bicicletes elèctriques de titanat de liti que, segons afirma, és resistent al foc i que es pot carregar completament del 0% al 100% en 20 minuts en lloc de les 6 hores habituals.
"Per als consumidors individuals, esperar sis hores per carregar la bateria i haver de substituir les bateries anualment és inconvenient i no és ecològic", va dir Charlie Welch, director general de ZapBatt, a Lifewire en una entrevista per correu electrònic. "Amb aquest gran augment en l'interès de les bicicletes elèctriques, la tecnologia de les bateries ha de seguir evolucionant per fomentar més ús i millorar la seguretat."
