Oamenii de știință folosesc principiile mecanicii cuantice pentru a dezvolta o nouă generație de baterii. Cu cât capacitatea bateriei cuantice este mai mare, cu atât se va încărca mai repede. Suprapunerea, întrepătrunderea și superabsorbția vor elimina limitările bateriilor electrochimice
Circuitele integrate care conțin toate dispozitivele noastre electronice, panourile solare, aparatele de rezonanță magnetică, laserele sau ceasurile atomice care permit omului să măsoare timpul cu o precizie fără precedent nu ar fi posibile fără cunoștințele pe care ni le-a oferit teoria cuantică modernă. Și, bineînțeles, fără acest model nu am avea nici calculatoare cuantice. Obiectiv vorbind, și nu este deloc o exagerare, fizica cuantică este prezentă în mare parte din tehnologia modernă.
În ultimii cinci ani, mai multe grupuri de cercetare, precum cel de la Universitatea de Cercetare PSL (Université de Recherche Paris Sciences et Lettres) din Paris (Franța) sau cel de la Universitatea din Pisa, Italia, au încercat să utilizeze principiile de bază ale mecanicii cuantice pentru a pune la punct o nouă generație de baterii. Rezultatele încep să apară treptat. Punctul de plecare este urmărirea utilizării superpoziției, a întrețeserii și a superabsorbției pentru a elimina limitările impuse în prezent de bateriile electrochimice.
Stocarea cuantică a energiei este un ideal care se apropie tot mai mult
Principala diferență între bateriile cuantice și cele electrochimice convenționale este că acestea din urmă depind de reacții chimice, în timp ce dispozitivele cuantice urmăresc să stocheze energia în stările cuantice ale unor particule, cum ar fi fotonii. Pare complicat, și chiar este, dar ceea ce este cu adevărat important pentru utilizatori este că bateriile cuantice, pe hârtie, se vor putea încărca aproape instantaneu, vor avea o densitate energetică mult mai mare și, în plus, degradarea lor va fi minimă pe măsură ce trec ciclurile de încărcare.
Bateriile cuantice vor putea stoca energia într-o suprapunere de multiple stări energetice simultan.
Sună minunat. Atât de minunat, încât pare science fiction. Cu toate acestea, este foarte important să nu uităm că, așa cum tocmai am văzut, principiul lor de funcționare va fi, dacă vor ajunge în final la bun sfârșit, foarte diferit de cel al bateriilor electrochimice convenționale. Propunerile teoretice existente susțin că bateriile cuantice vor putea stoca energia într-o suprapunere de stări energetice multiple simultan, ceea ce ar trebui să le permită să furnizeze o densitate energetică mult mai mare.
În plus, încărcarea lor va fi, în teorie, mult mai rapidă, chiar aproape instantanee, datorită efectelor cuantice colective ale unităților cuantice care le compun. Cel mai uimitor lucru în acest domeniu este că, cu cât capacitatea bateriei cuantice este mai mare, cu atât se va încărca mai repede. Este o caracteristică deloc intuitivă, este adevărat, dar este posibilă tocmai datorită efectelor cuantice colective despre care tocmai am vorbit. Totuși, asta nu este totul. Pe hârtie, degradarea pe care o vor suferi aceste baterii în timpul transferului de energie va fi minimă, astfel încât durata lor de viață va fi mult mai mare decât cea a bateriilor convenționale. Poate chiar aproape eternă, dacă o comparăm cu longevitatea omului.
Până acum, toată munca depusă de cercetătorii din acest domeniu se rezuma la modele pur teoretice, dar acest tablou tocmai s-a schimbat. Mai mulți oameni de știință de la universitățile menționate în al doilea paragraf al acestui text au publicat un articol foarte interesant în care propun modul de fabricare a unei baterii cuantice. Ideea lor este de a utiliza circuite superconductoare produse cu materiale care prezintă o rezistență practic nulă la temperaturi scăzute. Încă nu au fabricat nimic, așa că este evident că cea mai grea parte a muncii, cea experimentală, este încă de făcut. Dar nu există nicio îndoială că această propunere ne invită să privim viitorul bateriilor cuantice cu un optimism rezonabil.
