Un recente studio ha dimostrato come sia possibile realizzare batterie quantiche in grado di aumentare il potere di ricarica con la crescita della capacità della batteria.

Lo studio, condotto dai ricercatori dell’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Cnr e del Politecnico di Milano sulle batterie quantiche, è stato pubblicato su Science Advances.

Scopriamo di cosa si tratta, partendo dalle batterie quantiche.

 

Le batterie quantiche: che cosa sono?

Possiamo dire che le batterie quantiche siano dei dispositivi di accumulo di energia, che funzionano seguendo le regole della fisica quantistica.

Cosa vuol dire?

Come spiega Tersilla Virgili, “le batterie quantiche presentano una proprietà contro-intuitiva in cui il tempo di ricarica è inversamente correlato alla capacità della batteria, ovvero alla quantità di carica elettrica immagazzinata”. Aggiungendo che “questo porta all’idea intrigante che il potere di carica di queste batterie sia super-estensivo. Quindi che aumenti più velocemente con le dimensioni della batteria”. Tersilia Virgili fa parte dell’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ifn).

 

Celle solari superveloci

Come funziona il nuovo dispositivo progettato? Questo dispositivo ha una microcavità in cui il materiale attivo è formato da molecole organiche disperse in una matrice inerte.

Come spiega Giulio Cerullo “ogni molecola rappresenta un’unità, che può esistere in uno stato di sovrapposizione quantistica di due livelli di energia (fondamentale ed eccitato). Un po’ come un qubit, l’unità di base quantistica, può essere sia 0 che 1 contemporaneamente nei computer quantistici”. Giulio Cerullo fa parte del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano.

Pertanto secondo la coerenza quantistica, le unità possono agire in modo cooperativo, dando origine ad una carica iperveloce. Tale carica dipende dal numero delle molecole-unità.

Secondo Virgili “in futuro questo tipo di dispositivo potrà essere applicato in vari ambiti scientifici e tecnologici. Ad esempio come il caricabatterie senza fili, le celle solari e le macchine fotografiche”.

Si tratta di uno studio che apre le opportunità future per poter sfruttare gli effetti collettivi nell’accoppiamento luce-materia per le tecnologie di cattura, stoccaggio e trasporto dell’energia su scala nanometrica.