Las baterías cuánticas prometen revolucionar el almacenamiento de energía para siempre. Los coches eléctricos podrían despedirse de los modelos de iones de litio o estado sólido y los móviles tendrían una carga prácticamente infinita.
Este hito no será sencillo, aunque científicos japoneses del Centro RIKEN de Computación Cuántica y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong han realizado un logro sin precedentes. Una batería cuántica permite transferir energía con una resistencia a la disipación térmica casi nula.
Las baterías del futuro serán cuánticas
Los científicos del RIKEN y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong han diseñado una batería cuántica topológica extremadamente eficiente. Este modelo aprovecha las propias leyes de la física para almacenar energía sin pérdidas.
El prototipo utiliza las características topológicas de las guías de onda fotónicas y el propio estado cuántico de los átomos para almacenar y transferir energía. El estudio publicado en Science Daily podría abrir un nuevo camino en el almacenamiento de energía a nanoescala y la comunicación cuántica óptica.
Las baterías cuánticas almacenan energía en este estado mediante fenómenos como la superposición, el entrelazamiento y la coherencia, no sigue las reacciones químicas tradicionales de los modelos de iones de litio.
Las ventajas de estos modelos son innumerables, una de las más útiles sería una carga más rápida con cifras de récord. Si se equipase en un coche eléctrico, recuperar la capacidad completa podría ser más rápido incluso que repostar en un motor de combustión. Además, tienen mayor capacidad y eficiencia en la extracción de energía.
Las baterías cuánticas son la nueva promesa de la ciencia
Las baterías de iones de litio parecían ser el futuro, pero pronto llegaron los modelos en estado sólido. La sostenibilidad ambiental se ha convertido en una preocupación global y modelos más eficientes como las pilas cuánticas empiezan a ganar peso.
La próxima generación de almacenamiento de energía podría utilizar modelos diminutos sin pérdida de energía y con un rendimiento de récord. El proyecto de la RIKEN y la Universidad de Huazhong es prometedor, pero tendrán que superar los propios desafíos de los sistemas cuánticos.
El uso de ondas no topológicas en lugar de las convencionales es el primer reto. Los canales que dirigen los fotones son extremadamente sensibles a curvaturas o imperfecciones. El ruido ambiental o la temperatura también pueden romper esta estabilidad perfecta y provocar que la eficiencia caiga en picado.
Los investigadores han demostrado en el estudio que las ondas topológicas permiten una transferencia de energía casi perfecta, pero es extremadamente difícil mantener las condiciones óptimas.
«Al superar las limitaciones prácticas de rendimiento de las baterías cuánticas causadas por la transmisión y disipación de energía a larga distancia, esperamos acelerar la transición de la teoría a la aplicación práctica de las baterías cuánticas», en declaraciones de Zhi-Guang Lu, primer autor del estudio.
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