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Investigadores del Instituto de Fotónica y Nanotecnologías del Cnr y del Politécnico de Milán han construido una batería que, siguiendo las leyes de la física cuántica, tiene un tiempo de recarga inversamente proporcional a la cantidad de energía almacenada.
Las baterías cuánticas son una nueva clase de dispositivos de almacenamiento de energía que funcionan según los principios de la física cuántica, la ciencia que estudia lo infinitamente pequeño donde las leyes de la física clásica no siempre se aplican.
Tersilla Virgili, del Instituto de Fotónica y Nanotecnologías del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (Cnr-Ifn), y Giulio Cerullo, del Departamento de Física del Politécnico de Milán, han demostrado que es posible fabricar un tipo de batería cuántica en la que la potencia de carga aumenta más rápidamente al aumentar la capacidad de la batería. El trabajo, realizado junto con otros grupos de investigación internacionales, se ha publicado en Science Advances.
"Las baterías cuánticas tienen una propiedad contraintuitiva en la que el tiempo de recarga está inversamente relacionado con la capacidad de la batería, es decir, la cantidad de carga eléctrica almacenada", explica Virgili.
"Esto lleva a la intrigante idea de que la potencia de carga de las baterías cuánticas es muy amplia, lo que significa que aumenta más rápidamente con el tamaño de la batería".
El dispositivo fabricado es una microcavidad en la que el material activo consiste en moléculas orgánicas dispersas en una matriz inerte. "Cada molécula representa una unidad que puede existir en un estado de superposición cuántica de dos niveles de energía (fundamental y excitado), de forma similar a como un qubit, la unidad básica de la información cuántica, puede ser a la vez 0 y 1 en los ordenadores cuánticos", especifica Cerullo.
Figura 1. Esquema de batería cuántica super rápida. Crédito: CNR - Politécnico de Milán.
Al construir la pila cuántica de forma que las unidades puedan existir en superposición, el sistema total puede comportarse de forma colectiva. Este comportamiento, conocido como coherencia cuántica, permite que las unidades actúen de forma cooperativa, dando lugar a una carga hiperrápida que depende del número de moléculas-unidades.
"En el futuro, este tipo de dispositivo podría aplicarse en diversos campos científicos y tecnológicos, como cargadores inalámbricos, células solares y cámaras", concluye Virgili.
Noticia tomada de: SciTech Daily / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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