Seu telefone leva uma hora para carregar. Seu carro elétrico leva a noite inteira. Essa troca — mais capacidade significa mais tempo de espera — está tão enraizada no funcionamento das baterias que quase ninguém mais questiona. Uma equipe de cientistas australianos acabou de criar algo que quebrou completamente essa regra.
Pesquisadores da CSIRO, agência nacional de ciência da Austrália, junto com equipes da RMIT University e da University of Melbourne, foi o primeiro protótipo funcional de bateria quântica do mundo.
Trata-se de um dispositivo físico real que carrega, armazena energia e libera — usando as leis da física quântica em vez de processos químicos. Os resultados foram publicados quarta-feira (18) na revista Nature Light: Science & Applications.
O protótipo é uma pequena lâmina em camadas de materiais orgânicos, como um sanduíche nanoscópico, que é carregado sem fio por um pulso de laser. Esse pulso dura femtossegundos — um femtossegundo é um quatrilionésimo de segundo. O dispositivo carrega nesse intervalo e depois mantém a energia por nanossegundos — cerca de seis ordens de grandeza a mais do que levou para carregar.
Essa diferença pode parecer um pouco impressionante até ser ampliada. “Se conseguirmos carregar uma bateria em um minuto, ela permaneceria transportada por alguns anos”, explicou o pesquisador principal James Quach. A física já funciona. O desafio agora é aumentar o tempo para que a energia armazenada possa durar em um dispositivo do mundo real.
Mas a parte realmente estranha não é a velocidade, mas o comportamento em escala.
As baterias convencionais ficam mais lentas para carregar à medida que aumentam. Mais capacidade significa mais tempo. Já as baterias quantitativas fazem o oposto. Quanto mais moléculas são compactadas no dispositivo, mais rápido cada uma carrega — porque, no nível quântico, elas não envelhecem individualmente. Eles se comportaram coletivamente, compartilhando a energia recebida em um único impulso coordenado que os pesquisadores chamam de “superabsorção”.
Fenômento contraintuitivo
Tecnicamente, os pesquisadores dizem que o tempo de diminuição do carregamento está em conformidade com 1/√N, onde N é o número de moléculas. Dobre o tamanho da bateria e o tempo de carga cai quase pela metade, e assim por diante.
“Nossos resultados confirmam um efeito quântico fundamental completamente contraintuitivo: baterias quânticas carregam mais rápido à medida que ficam maiores”, disse Quach à Universidade de Melbourne. “As baterias atuais não funcionam assim.”
Essa propriedade já havia sido prevista matematicamente desde 2013, e uma versão parcial foi demonstrada em 2022. A novidade agora é o ciclo completo: a equipe descobriu como extrair a energia armazenada na forma de corrente elétrica, algo que nenhum experimento anterior de bateria quântica havia conseguido. O dispositivo também opera à temperatura ambiente — uma vantagem prática sobre abordagens concorrentes com supercondutores da China e da Espanha, que desativam o resfriamento criogênico.
A aplicação imediata não é o seu carro elétrico ou algo do tipo. A capacidade total do protótipo é medida em bilionésimos de elétron-volt — insuficiente para alimentar qualquer coisa no mundo real por enquanto. Mas os computadores quânticos são outra história. Esses sistemas já estão avançando mais rápido do que muitos esperavam e têm um problema específico de energia: seus estados quânticos delicados bloqueiam a energia fornecida de forma consistente, sem o ruído que a eletrônica convencional introduz. Uma bateria quântica carrega e descarrega usando a mesma “linguagem quântica” que essas quantidades utilizam.
“As baterias quânticas puderam fornecer energia de forma consistente, com o menor custo de energia possível para computadores quânticos”, afirmou o professor Andrew White, que liderou o laboratório de tecnologia quântica da Universidade de Queensland e não participou da pesquisa.
A CSIRO já está buscando parceiros de desenvolvimento, incluindo fabricantes de veículos elétricos e investidores de deep tech, para avançar na pesquisa. A teoria teve uma década de vantagem sobre o hardware. Agora, o hardware finalmente alcançou a teoria.
* Traduzido e editado com autorização do Descriptografar.
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Fonteportaldobitcoin
