Le batterie quantistiche hanno il potenziale per immagazzinare energia in una nuova classe di dispositivi compatti e potenti che potrebbero aumentare il nostro assorbimento di energie rinnovabili e ridurre enormemente la nostra dipendenza dai combustibili fossili.
Ora, un gruppo internazionale di scienziati ha compiuto un passo importante per trasformare queste batterie in realtà. Secondo un comunicato stampa dell’Università di Adelaide, il team ha dimostrato per la prima volta il concetto cruciale di superassorbimento.
Che cos’è il superassorbimento?
Attraverso una serie di test di laboratorio, il team ha dimostrato con successo il concetto di superaassorbimento, un fenomeno della meccanica quantistica con implicazioni potenzialmente vaste nei campi del calcolo quantistico e dell’accumulo di energia. Il superassorbimento, come molte altre stranezze quantistiche, rende possibile, l’apparentemente impossibile, manipolazione delle molecole su scala quantistica.
In un’intervista con NewAtlas, il dottor James Q. Quach, uno dei ricercatori del progetto dell’Università di Adelaide, ha affermato: “Il superassorbimento è un effetto collettivo quantistico in cui le transizioni tra gli stati delle molecole interferiscono in modo costruttivo”.
“L’interferenza costruttiva si verifica in tutti i tipi di onde (luce, suono, onde sull’acqua), e si verifica quando onde diverse si sommano per dare un effetto maggiore rispetto a ciascuna onda da sola”, ha continuato. “Fondamentalmente, questo consente alle molecole combinate di assorbire la luce in modo più efficiente rispetto ad una singola molecola che agisce individualmente”.
In effetti, questo significa che più sono presenti molecole nel tuo dispositivo di accumulo di energia quantistica, e più efficientemente sarà in grado di assorbire energia, il che significa tempi di ricarica più rapidi.
Più grande è la batteria, più velocemente si carica
Le nuove scoperte potrebbero portare a grandi sistemi di accumulo con tempi di ricarica incredibilmente rapidi, consentendo nuove applicazioni nell’accumulo di energia rinnovabile.
“Le batterie quantistiche, che utilizzano i principi della meccanica quantistica per migliorare le loro capacità, più sono grandi e meno tempo di ricarica richiedono“, ha affermato il dottor Quach nel comunicato stampa dell’Università di Adelaide.
“È teoricamente possibile che la potenza di carica delle batterie quantistiche aumenti più velocemente delle dimensioni della batteria, il che potrebbe consentire nuovi modi per accelerare la ricarica”.
Il team, che ha delineato le proprie scoperte sulla rivista Science Advances, ha utilizzato un laser per caricare diverse microcavità stratificate di diverse dimensioni, ciascuna contenente un numero variabile di molecole organiche.
“Lo strato attivo della microcavità contiene materiali semiconduttori organici che immagazzinano l’energia. Alla base dell’effetto superassorbente delle batterie quantistiche c’è l’idea che tutte le molecole agiscano collettivamente attraverso una proprietà nota come sovrapposizione quantistica”, ha spiegato il dottor Quach.
“Con l’aumento delle dimensioni della microcavità e dell’aumento del numero di molecole, il tempo di ricarica è diminuito”, ha continuato. “Questa è una svolta significativa e segna una pietra miliare nello sviluppo delle batterie quantistiche”.
Ad un passo dalle batterie quantistiche
Tutto ciò è fondamentale per lo sviluppo di nuove forme più sostenibili di immagazzinamento dell’energia, secondo il team di ricercatori. Entro il 2040, spiegano, si prevede che il consumo di energia delle persone sarà aumentato del 28% rispetto ai livelli del 2015. Con le batterie quantistiche, le aziende di energia rinnovabile potrebbero raccogliere e immagazzinare energia luminosa contemporaneamente, fornendo grandi riduzioni dei costi, ha spiegato il team.
Il passo successivo e più importante per il team è lo sviluppo di un prototipo di batterie quantistiche completamente funzionante, utilizzando il fenomeno del superassorbimento per il quale hanno fornito prove nei loro esperimenti di proof-of-concept.
