Un equipo de científicos de las universidades de Alberta y Toronto han presentado los planos para una «batería cuántica» que nunca pierde su carga.
Para ser claros, esta batería aún no existe, pero si descubren cómo construirla, podría ser un avance revolucionario en el almacenamiento de energía.
Gabriel Hanna, químico de la University of Alberta, dijo en un comunicado:
Las baterías con las que estamos más familiarizados, como la batería de iones de litio que alimenta su teléfono inteligente, se basan en principios electroquímicos clásicos, mientras que las baterías cuánticas dependen únicamente de la mecánica cuántica”.
(Public domain)
Estado de carga
La batería funciona aprovechando el poder de la «energía excitónica», el estado en el que un electrón absorbe fotones de luz suficientemente cargados.
Los investigadores encontraron que su modelo de batería resultante debería ser «altamente robusto para las pérdidas de energía», gracias al hecho de que su batería está preparada dentro de un «estado oscuro» donde no puede intercambiar energía, al absorber o liberar fotones, con su entorno.
Gran carga
Al romper esta red cuántica de «estado oscuro», los investigadores afirman que la batería podría descargar y liberar energía en el proceso.
Pero el equipo aún tiene que encontrar formas viables de hacerlo. También tendrán que encontrar una manera de escalar la tecnología para aplicaciones del mundo real.
El siguiente es un resumen del estudio científico publicado:
Los dispositivos robustos de almacenamiento de energía cuántica son esenciales para realizar potentes baterías de próxima generación. Aquí, proporcionamos una prueba de concepto para una batería cuántica excitónica (EQB) sin pérdidas mediante el uso de un modelo de red cuántica abierta que exhibe simetrías de intercambio vinculadas a su topología estructural.
Al almacenar energía de excitación electrónica en un estado oscuro protegido por simetría que vive en un subespacio sin decoherencia, se puede proteger el EQB cargado de las pérdidas de energía inducidas por el medio ambiente, lo que lo convierte en una plataforma prometedora para el almacenamiento de energía a largo plazo.
Estructura de la batería propuesta. Crédito: Journal of Physical Chemistry C
Para ilustrar los principios físicos clave y la funcionalidad potencial de este concepto, consideramos un modelo de red cuántica abierta de una para-estructura de tipo benceno. Demostramos a través de simulaciones numéricas la inmunidad del EQB cargado a las pérdidas inducidas por el medio ambiente y mostramos cómo aprovechar la energía almacenada al agregar una perturbación de ruptura de simetría (SBP) a la red.
También investigamos el impacto del desorden estático y las fluctuaciones de temperatura del SBP en el rendimiento del EQB durante sus fases de almacenamiento y descarga. Además de los casos con un trastorno estático muy fuerte, el rendimiento de la EQB es esencialmente inalterado, lo que demuestra la solidez de la EQB propuesta”.
El estudio científico que describe la batería ha sido publicado en Journal of Physical Chemistry C.
Fuente: Futurism
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