O estado sĂłlido pode ser a prĂłxima fronteira quando se trata de tecnologia de baterias para veĂculos elĂ©tricos (EV), mas um grupo de cientistas australianos já está bem avançado no desenvolvimento de baterias quânticas de prĂłxima geração que podem carregar ainda mais rápido – e atĂ© mesmo em longas distâncias sem fio.
Marcando um grande passo em direção ao futuro do armazenamento de energia, um grupo liderado pela Organização de Pesquisa CientĂfica e Industrial da Commonwealth (CSIRO) revelou o que afirma ser a primeira bateria quântica de prova de conceito do mundo – uma tecnologia que poderá um dia reduzir drasticamente os tempos de carregamento de EV.
A agĂŞncia nacional de pesquisa cientĂfica e inovação da Austrália, em colaboração com a Universidade RMIT e a Universidade de Melbourne, demonstrou um protĂłtipo funcional capaz de carregar, armazenar e descarregar energia usando a mecânica quântica em vez da quĂmica tradicional.
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Embora ainda esteja em sua infância, o CSIRO afirma que a tecnologia poderá eventualmente sustentar veĂculos elĂ©tricos e dispositivos de consumo da prĂłxima geração com capacidades de carregamento quase instantâneo.
“Minha ambição final Ă© um futuro onde possamos carregar carros elĂ©tricos muito mais rápido do que carros a gasolina, ou carregar dispositivos em longas distâncias sem fio”, disse o Dr. James Quach, lĂder de ciĂŞncia e tecnologias quânticas da CSIRO.
Como funciona uma bateria quântica
Ao contrário das atuais baterias de Ăons de lĂtio – que dependem de reações quĂmicas – as baterias quânticas aproveitam fenĂ´menos quânticos como superposição e emaranhamento.
O protótipo desenvolvido pela equipe australiana usa uma microcavidade orgânica multicamadas e é carregado sem fio por meio de um laser, destacando o potencial de transferência de energia sem cabos no futuro.
Uma das descobertas mais intrigantes Ă© como a bateria se comporta Ă medida que aumenta.
“Nossas descobertas confirmam um efeito quântico fundamental que Ă© completamente contra-intuitivo: as baterias quânticas carregam mais rápido Ă medida que ficam maiores. As baterias de hoje nĂŁo funcionam assim”, disse o Dr. Quach.
Esta propriedade contra-intuitiva pode ser fundamental para permitir o carregamento rápido de sistemas maiores, incluindo veĂculos elĂ©ctricos.
“A pesquisa valida o potencial emocionante das baterias quânticas para armazenamento de energia rápido e eficiente sem precedentes”, acrescentou o Dr.
O que isso significa para os VEs
Se desenvolvidas com sucesso para uso comercial, as baterias quânticas poderão resolver uma das maiores barreiras à adoção de VE: o tempo de carregamento.
Em vez de esperar 20 a 40 minutos num carregador rápido DC – ou horas em casa com uma tomada AC – os futuros VE equipados com baterias quânticas poderiam, teoricamente, carregar em segundos ou minutos, potencialmente ainda mais rápido do que reabastecer um carro movido a gasolina ou diesel.
TambĂ©m existe potencial para carregamento sem fio em longas distâncias, eliminando completamente a necessidade de infraestrutura de carregamento fĂsico.
Ainda há um longo caminho pela frente
Apesar do avanço, as baterias quânticas totalmente funcionais ainda estão muito longe da produção.
O protótipo atual demonstrou um comportamento promissor, incluindo a capacidade de reter a energia armazenada milhões de vezes mais do que a duração do carregamento.
A equipa de investigação utilizou técnicas avançadas de espectroscopia para confirmar o comportamento de carregamento do protótipo, que mostrou que este retinha a energia armazenada durante seis ordens de magnitude mais tempo do que o necessário para carregar.
No entanto, ainda existem grandes obstáculos a superar.
“O próximo passo para as baterias quânticas agora é estender o tempo de armazenamento de energia”, disse o Dr. Quach.
“Se conseguirmos superar esse obstáculo, estaremos um pouco mais perto de baterias quânticas comercialmente viáveis.”
A imagem maior
A CSIRO afirma que agora está buscando parceiros da indústria para ajudar a desenvolver ainda mais a tecnologia de baterias quânticas.
Assim, embora a comercialização possa estar a anos de distância, a investigação confirma previsões teóricas importantes e proporciona um vislumbre de um futuro onde o armazenamento de energia será mais rápido, mais eficiente e potencialmente sem fios.
Para a indĂşstria automĂłvel, poderá representar uma mudança fundamental – nĂŁo apenas melhorar as velocidades de carregamento dos VE, mas tambĂ©m redefinir a forma como os veĂculos sĂŁo alimentados.
“Nosso dispositivo de prova de conceito apresenta carregamento rápido e escalável e armazenamento de energia em temperatura ambiente, estabelecendo as bases para soluções de energia de última geração”, disse o Dr. Quach.
“Embora ainda haja muito trabalho a ser feito na pesquisa de baterias quânticas, demos um passo importante no sentido de concretizar as possibilidades”, disse ele.
