Conclusiones clave
- Las baterías cuánticas algún día podrían revolucionar la industria al ofrecer tamaños más pequeños y una carga más rápida.
- Pero un experto dice que las baterías cuánticas podrían tardar "años o décadas" en alimentar su teléfono celular.
- Se están llevando a cabo investigaciones prometedoras para aprovechar al máximo la química de las baterías de iones de litio.
Tus dispositivos algún día podrían obtener un aumento de potencia significativo gracias a la mecánica cuántica.
Los investigadores han anunciado un gran avance en las baterías cuánticas que eventualmente podría revolucionar el funcionamiento de los dispositivos. Las baterías cuánticas podrían ser más pequeñas y cargarse más rápido que las baterías actuales. La nueva tecnología es solo una forma en que la industria de las baterías está preparada para un replanteamiento.
"Desde una perspectiva puramente funcional, queremos dispositivos más livianos con más capacidad de almacenamiento, y la nueva tecnología de baterías podría permitirnos ambos", dijo a Lifewire Mark Falinski, un científico de sustentabilidad ambiental que no formó parte del estudio reciente. entrevista por correo electrónico.
¿La batería de Schrödinger?
Investigadores de la Universidad de Adelaida en Australia afirman que han dado un paso fundamental para hacer realidad las baterías cuánticas. Dicen que probaron el concepto de superabsorción, una idea crucial que sustenta las baterías cuánticas, según un estudio publicado recientemente en la revista Science Advances.
"Las baterías cuánticas, que utilizan principios mecánicos cuánticos para mejorar sus capacidades, requieren menos tiempo de carga cuanto más grandes se hacen", James Q. Quach, uno de los autores del estudio, en un comunicado de prensa. "En teoría, es posible que la potencia de carga de las baterías cuánticas aumente más rápido que el tamaño de la batería, lo que podría permitir nuevas formas de acelerar la carga".
Para probar el concepto de superabsorción, el equipo construyó microcavidades en forma de obleas de diferentes tamaños que contenían moléculas orgánicas. Cada microcavidad se cargó con un láser.
"La capa activa de la microcavidad contiene materiales semiconductores orgánicos que almacenan la energía. Detrás del efecto súper absorbente de las baterías cuánticas está la idea de que todas las moléculas actúan colectivamente a través de una propiedad conocida como superposición cuántica", dijo Quach..
Superposición cuántica, un principio fundamental de la mecánica cuántica, dice que, al igual que las ondas en la física clásica, dos estados cuánticos cualesquiera pueden sumarse ("superponerse") y el resultado será otro estado cuántico válido.
Pero Falinkski advirtió que las baterías cuánticas podrían tardar "años o décadas" en alimentar su teléfono celular.
"Dicho esto, se están realizando muchas inversiones en el espacio de la computación cuántica, y si esas mismas inversiones se impulsan en las baterías cuánticas, podríamos lograr un progreso real a un ritmo más rápido", agregó..
Nos acercamos al límite teórico de lo que nuestras baterías pueden almacenar y reutilizar.
Impulsando innovaciones
La necesidad de una nueva tecnología de baterías es grande. Para 2040, se espera que la energía consumida por las personas haya aumentado un 28 % con respecto a los niveles de 2015. La mayoría de la energía aún provendrá de combustibles fósiles con los costos asociados para el medio ambiente.
"Nos estamos acercando al límite teórico de lo que nuestras baterías pueden almacenar y reutilizar", dijo Falinski. "Las baterías de iones de litio son cada vez mejores, pero estamos llegando a un punto en el que la física y la química no pueden mejorarlas mucho más".
Se están realizando investigaciones prometedoras para aprovechar al máximo la química de las baterías de iones de litio, incluidos los nuevos materiales que ofrecen la promesa de aumentar la densidad de energía, la densidad de potencia, la vida útil del ciclo o la disminución de los costos, todos en diversas etapas de desarrollo, Craig Lawrence, un inversionista en tecnología limpia que tiene experiencia en ingeniería de baterías, le dijo a Lifewire en una entrevista por correo electrónico.
Las baterías de estado sólido, una tecnología de baterías de metal de litio, podrían ofrecer una densidad de energía sustancialmente mayor que las de iones de litio, dijo Lawrence.
"Tenemos una potencia informática casi infinita en nuestro bolsillo, pero es tan útil siempre que la batería pueda mantenerla funcionando", agregó. "Es por eso que no podemos tener un teléfono inteligente que dure más de un día con una carga o un dron que pueda durar más de 30 a 60 minutos".
Las bicicletas eléctricas son otra área que necesita una revisión de la batería. En 2021, solo la ciudad de Nueva York reportó más de 80 incendios relacionados con bicicletas eléctricas y sus baterías. ZapBatt ha creado una batería de bicicleta eléctrica de titanato de litio que, según afirma, es resistente al fuego y se puede cargar completamente del 0 % al 100 % en 20 minutos en lugar de las 6 horas habituales.
"Para los consumidores individuales, esperar seis horas para que se cargue la batería y tener que reemplazar las baterías anualmente es un inconveniente y no es ecológico", dijo Charlie Welch, director ejecutivo de ZapBatt, a Lifewire en una entrevista por correo electrónico. "Con este gran aumento en el interés por las bicicletas eléctricas, la tecnología de las baterías debe seguir evolucionando para fomentar un mayor uso y mejorar la seguridad".
