Dice el físico Paul Davies, un dispositivo probado y realmente “cuántico” es el que aprovecha las extrañas reglas de la mecánica cuántica para brindar resultados impresionantes y bastante prácticos. El avance más reciente en esta revolución cuántica es la primera batería cuántica del mundo. Por ahora es solo un prototipo, pero con muchísimo potencial.
El concepto de las baterías cuánticas se propuso en 2013, con la idea de un pequeño sistema de mecánica cuántica que pudiera temporalmente almacenar energía y transferirla. Sin embargo, durante años fue una teoría pero en 2018 un equipo australiano decidió que intentaría fabricar una batería cuántica que funcionara. Ahora, ocho años más tarde, creen que finalmente encontraron un modelo para baterías cuánticas que podrían fabricarse a escala, y publicaron los resultados de su trabajo en Light: Science & Applications.
“Mi mayor ambición es un futuro en que podamos cargar los coches eléctricos mucho más rápido de lo que tardamos en cargar combustible líquido, o poder cargar dispositivos a larga distancia de manera inalámbrica”, declaró James Quach, autor principal del estudio e investigador en CISRO, la agencia nacional de ciencias de Australia. «Este trabajo valida el interesante potencial de las baterías cuánticas para almacenamiento de energía, rápido y más eficiente que cualquier otro sistema».
“Completamente diferente”
A diferencia de las baterías comunes cuyo tiempo de carga es mayor según el tamaño que tengan, las baterías cuánticas requieren de menos tiempo para cargarse cuando más grandes sean. Es una conducta drásticamente diferente ya que resulta del producto de efectos colectivos en la física cuántica, según explicó Quach en una columna de The Conversation.
“En circunstancias adecuadas las unidades de almacenamiento de las baterías cuánticas no actúan de manera individual, sino colectiva. Como si cada unidad supiera que allí están las otras unidades y su presencia hiciera que la carga sea más rápida. Es extraño ‘verdad”, escribe Quach.
La concreción de un concepto
El nuevo prototipo es como un “sándwich” de metal con varias capas, cada una con funciones diferentes como captar la luz, definir el gradiente de energía de la batería, y demás. En una iteración anterior de la batería que el equipo de Quach demostró en 2022, confirmaron que tal como lo predecían en teoría, las baterías cuánticas de mayor tamaño se cargan en menos tiempo.
La más reciente demostración del concepto añadió una capa para extraer la energía de ese sándwich cuántico, convirtiéndola en corriente eléctrica, según explicó Quach. La batería se puede cargar de manera inalámbrica con un láser y no depende de recursos químicos como las baterías tradicionales.
El equipo usó también técnicas espectroscópicas para confirmar que el sándwich actuaba como una batería, y hallaron que el sistema almacenaba energía durante “seis órdenes de magnitud más de lo que requería la carga”, indicaron en declaraciones los investigadores.
Llegará, aunque no será pronto
Hay que señalar que la capacidad actual del prototipo es de unos miles de millones de volts de electrón. En contexto, la escala de la unidad equivaldría más o menos a lo que se usa en referencia a la masa de protones individuales, por lo que es extremadamente pequeña. La batería también sostiene su carga durante unos nanosegundos nada más.
Quach conoce esa desventaja y en su columna escribe que el equipo busca ahora escalar el prototipo para extender su longevidad de carga. También señaló que las baterías cuánticas podrían ser mejores para su uso en dispositivos cuánticos como las computadoras cuánticas, y no en otros dispositivos como los smartphones
Se trata de una hazaña impresionante. Andrew White, físico cuántico de la Universidad de Queensland, no participó de este nuevo trabajo pero le dijo a The Guardian que la demostración del concepto “es un buen trabajo que muestra que la batería cuántica es más que una idea: es un prototipo que funciona”.
“Esperamos crear un diseño híbrido que combine la excepcional velocidad de carga de la batería cuántica con el prolongado tiempo de almacenamiento de la batería clásica”, afirmó. “El avance es testimonio del siglo de trabajo teórico de los científicos cuánticos que nos precedieron. Todo avance y progreso lleva tiempo, pero las baterías cuánticas por cierto están ahora en nuestro horizonte”.
Este artículo ha sido traducido de Gizmodo US por Lucas Handley. Aquí podrás encontrar la versión original.
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