Princípios importantes
- As baterias quânticas podem um dia revolucionar a indústria, oferecendo tamanhos menores e carregamento mais rápido.
- Mas um especialista diz que as baterias quânticas podem levar "anos ou décadas" para alimentar seu celular.
- Pesquisas promissoras estão em andamento para tirar mais proveito da química da bateria Li-Ion.
Seus gadgets podem um dia obter um aumento significativo de energia graças à mecânica quântica.
Pesquisadores anunciaram um avanço nas baterias quânticas que poderia revolucionar o desempenho dos gadgets. As baterias quânticas podem ser menores e carregar mais rápido que as baterias atuais. A nova tecnologia é apenas uma maneira pela qual a indústria de baterias está pronta para repensar.
"De uma perspectiva puramente funcional, queremos gadgets mais leves com mais armazenamento, e a nova tecnologia de bateria pode nos pagar", disse Mark Falinski, um cientista de sustentabilidade ambiental que não fez parte do estudo recente, à Lifewire em um entrevista por e-mail.
Bateria de Schrödinger?
Pesquisadores da Universidade de Adelaide, na Austrália, afirmam que deram um passo crítico para tornar as baterias quânticas uma realidade. Eles dizem que provaram o conceito de superabsorção, uma ideia crucial que sustenta as baterias quânticas, de acordo com um estudo publicado recentemente na revista Science Advances.
"Baterias quânticas, que usam princípios da mecânica quântica para melhorar suas capacidades, exigem menos tempo de carregamento quanto maiores forem", James Q. Quach, um dos autores do estudo, disse em um comunicado à imprensa. "É teoricamente possível que o poder de carregamento das baterias quânticas aumente mais rápido que o tamanho da bateria, o que poderia permitir novas maneiras de acelerar o carregamento."
Para provar o conceito de superabsorção, a equipe construiu microcavidades tipo wafer de diferentes tamanhos que continham moléculas orgânicas. Cada microcavidade foi carregada usando um laser.
"A camada ativa da microcavidade contém materiais semicondutores orgânicos que armazenam a energia. Subjacente ao efeito superabsorvente das baterias quânticas está a ideia de que todas as moléculas agem coletivamente através de uma propriedade conhecida como superposição quântica ", disse Quach.
A superposição quântica, um princípio fundamental da mecânica quântica, diz que, assim como as ondas na física clássica, quaisquer dois estados quânticos podem ser somados ("sobrepostos"), e o resultado será outro estado quântico válido.
Mas Falinkski alertou que as baterias quânticas podem estar "anos ou décadas" longe de alimentar seu celular.
"Dito isso, há muitos investimentos sendo feitos no espaço da computação quântica e, se esses mesmos investimentos forem levados adiante em baterias quânticas, poderemos fazer progressos reais em um ritmo mais rápido", acrescentou..
Estamos nos aproximando do limite teórico do que nossas baterias podem armazenar e reutilizar.
Inovações Energizantes
A necessidade de uma nova tecnologia de bateria é grande. Até 2040, espera-se que a energia consumida pelas pessoas tenha aumentado 28% em relação aos níveis de 2015. A maior parte da energia ainda virá de combustíveis fósseis com os custos associados ao meio ambiente.
"Estamos nos aproximando do limite teórico do que nossas baterias podem armazenar e reutilizar", disse Falinski. "As baterias de íon de lítio estão ficando cada vez melhores, mas estamos chegando a um ponto em que a física e a química não podem melhorá-las muito mais."
Pesquisas promissoras estão em andamento para obter mais da química da bateria Li-Ion, incluindo novos materiais que oferecem a promessa de aumentar a densidade de energia, densidade de energia, vida útil ou diminuir o custo estão todos em vários estágios de desenvolvimento, Craig Lawrence, um investidor em tecnologia limpa com experiência em engenharia de baterias, disse à Lifewire em uma entrevista por e-mail.
Baterias de estado sólido, uma tecnologia de bateria de lítio-metal, podem oferecer uma densidade de energia substancialmente maior do que o íon de lítio, disse Lawrence.
"Temos um poder computacional quase infinito em nosso bolso, mas é tão útil desde que a bateria possa mantê-lo funcionando", acrescentou. "É por isso que não podemos ter um smartphone que dure mais de um dia com uma carga ou um drone que dure mais de 30 a 60 minutos."
E-bikes são outra área que precisa de uma revisão geral da bateria. Em 2021, somente a cidade de Nova York registrou mais de 80 incêndios ligados a bicicletas elétricas e suas baterias. A ZapBatt criou uma bateria de e-bike de titanato de lítio que afirma ser resistente ao fogo e pode ser totalmente carregada de 0% a 100% em 20 minutos, em vez das habituais 6 horas.
"Para consumidores individuais, esperar seis horas por uma carga de bateria e precisar substituir as baterias anualmente é inconveniente e não é ecologicamente correto", disse Charlie Welch, CEO da ZapBatt, à Lifewire em uma entrevista por e-mail. "Com esse grande aumento no interesse das e-bikes, a tecnologia da bateria deve continuar evoluindo para incentivar mais uso e aumentar a segurança."
