Cu cât o baterie este mai mare, cu atât se încarcă mai repede-o anomalie care sfidează orice logică actuală. Echipa de cercetători de la Universitatea din Melbourne a demonstrat acest lucru printr-un prototip cuantic miniaturizat, primul de acest fel.
În loc să se bazeze pe chimia litiu-ion, noul dispozitive exploatează legile mecanicii cuantice, transformând complet regulile stocării energiei. Mecanismul ascuns în spatele acestei performanțe poartă numele de super-absorbție.
Într-o baterie convențională, ionii se plimbă de la un pol la altul printr-un electrolit, iar capacitatea mai mare înseamnă timp mai lung de reîncărcare. În prototipul cuantic, energia nu mai este stocată chimic, ci sub formă de excitație electromagnetică între molecule.
Prin încurcarea cuantică, particulele își pierd individualitatea și se comportă ca un singur organism, perfect sincronizat.
Astfel, toate moleculele absorb lumina simultan, iar viteza de încărcare crește exponențial, proporțional cu pătratul numărului de molecule coerente: cu cât sistemul este mai mare, cu atât timpul de reîncărcare se prăbușește mai mult.
Pentru a construi acest prototip, oamenii de știință au creat o structură microscopică asemănătoare unui sandviș.
Au așezat straturi subțiri de semiconductori organici între două oglinzi de argint, formând o microcavitate care prinde lumina și o forțează să sară de nenumărate ori într-un spațiu extrem de îngust.
În testele de laborator, un impuls laser de o femtosecundă (o milioneme dintr-o miliardime de secundă) a încărcat dispozitivul, iar starea de încărcare s-a menținut timp de câteva zeci de nanosecunde.
Raportul este uluitor: bateria își păstrează energia de un milion de ori mai mult decât durează încărcarea. Dacă această proporție s-ar extrapola la scară umană, o încărcare de un minut ar garanta autonomie pe mai mulți ani.
În ciuda potențialului imens, drumul spre aplicații practice rămâne blocat de un inamic fragil: decoerența.
Starea cuantică a moleculelor este extrem de sensibilă la orice perturbare din mediul extern-căldură, vibrații sau chiar lumina ambientală pot întrerupe sincronizarea și goli bateria de energie.
Dacă cercetătorii reușesc să stabilizeze aceste sisteme la scară largă, aplicațiile ar putea rescrie complet modul în care ne raportăm la energie. Calculatoarele cuantice, în mod obișnuit vorace, ar putea fi alimentate la o fracțiune din costul actual.
Iar posibilitatea reîncărcării instantanee cu ajutorul unui fascicul laser deschide perspectiva unor drone sau avioane electrice care nu ar mai avea nevoie să aterizeze vreodată pentru a-și realimenta bateriile.
