Da asporto chiave
- Le batterie quantistiche potrebbero un giorno rivoluzionare il settore offrendo dimensioni più piccole e una ricarica più rapida.
- Ma un esperto dice che le batterie quantistiche potrebbero essere "anni o decenni" di distanza dall'alimentare il tuo cellulare.
- Sono in corso ricerche promettenti per ottenere di più dalla chimica delle batterie agli ioni di litio.
I tuoi gadget potrebbero un giorno ottenere un notevole aumento di potenza grazie alla meccanica quantistica.
I ricercatori hanno annunciato una svolta nelle batterie quantistiche che potrebbe eventualmente rivoluzionare il modo in cui i gadget si comportano. Le batterie quantistiche potrebbero essere più piccole e caricarsi più velocemente delle batterie attuali. La nuova tecnologia è solo uno dei modi in cui l'industria delle batterie è pronta per un ripensamento.
"Da una prospettiva puramente funzionale, vogliamo gadget più leggeri con più spazio di archiviazione e la nuova tecnologia delle batterie potrebbe permetterci entrambi", ha detto a Lifewire Mark Falinski, uno scienziato della sostenibilità ambientale che non faceva parte del recente studio colloquio via e-mail.
Batteria di Schrödinger?
I ricercatori dell'Università di Adelaide in Australia affermano di aver compiuto un passo fondamentale nel trasformare le batterie quantistiche in re altà. Dicono di aver dimostrato il concetto di super assorbimento, un'idea cruciale alla base delle batterie quantistiche, secondo uno studio pubblicato di recente sulla rivista Science Advances.
"Le batterie quantistiche, che utilizzano i principi della meccanica quantistica per migliorare le proprie capacità, richiedono meno tempo di ricarica più diventano grandi", James Q. Quach, uno degli autori dello studio, ha detto in un comunicato stampa. "È teoricamente possibile che la potenza di ricarica delle batterie quantistiche aumenti più velocemente delle dimensioni della batteria, il che potrebbe consentire nuovi modi per accelerare la ricarica."
Per dimostrare il concetto di super assorbimento, il team ha costruito microcavità simili a wafer di diverse dimensioni che contenevano molecole organiche. Ciascuna microcavità è stata caricata utilizzando un laser.
"Lo strato attivo della microcavità contiene materiali semiconduttori organici che immagazzinano l'energia. Alla base dell'effetto super assorbente delle batterie quantistiche c'è l'idea che tutte le molecole agiscano collettivamente attraverso una proprietà nota come sovrapposizione quantistica", ha detto Quach.
La sovrapposizione quantistica, un principio fondamentale della meccanica quantistica, afferma che, proprio come le onde nella fisica classica, due stati quantistici qualsiasi possono essere sommati ("sovrapposti") e il risultato sarà un altro stato quantistico valido.
Ma Falinkski ha avvertito che le batterie quantistiche potrebbero essere "anni o decenni" di distanza dall'alimentare il tuo cellulare.
"Detto questo, ci sono molti investimenti in corso nello spazio del calcolo quantistico, e se quegli stessi investimenti venissero portati avanti nelle batterie quantistiche, potremmo fare progressi reali a un ritmo più veloce", ha aggiunto.
Ci stiamo avvicinando al limite teorico di ciò che le nostre batterie possono immagazzinare e riutilizzare.
Alimentare le innovazioni
La necessità di una nuova tecnologia per le batterie è grande. Entro il 2040, l'energia consumata dalle persone dovrebbe aumentare del 28% rispetto ai livelli del 2015. La maggior parte dell'energia proverrà comunque dai combustibili fossili con i relativi costi per l'ambiente.
"Ci stiamo avvicinando al limite teorico di ciò che le nostre batterie possono immagazzinare e riutilizzare", ha detto Falinski. "Le batterie agli ioni di litio stanno migliorando sempre di più, ma stiamo arrivando a un punto in cui la fisica e la chimica non possono migliorarle molto di più."
Sono in corso ricerche promettenti per ottenere di più dalla chimica delle batterie agli ioni di litio, compresi i nuovi materiali che offrono la promessa di aumentare la densità di energia, la densità di potenza, la durata del ciclo o la diminuzione dei costi sono tutti in varie fasi di sviluppo, Craig Lawrence, un investitore di cleantech con esperienza nell'ingegneria delle batterie, ha detto a Lifewire in un'intervista via e-mail.
Le batterie allo stato solido, una tecnologia per batterie al litio-metallo, potrebbero offrire una densità di energia sostanzialmente superiore rispetto agli ioni di litio, ha affermato Lawrence.
"Abbiamo una potenza di calcolo quasi infinita in tasca, ma è utile fintanto che la batteria può mantenerla in funzione", ha aggiunto. "Ecco perché non possiamo avere uno smartphone che dura più di un giorno con una carica o un drone che può durare più di 30-60 minuti."
Le e-bike sono un' altra area che necessita di una revisione della batteria. Nel 2021, la sola città di New York ha segnalato più di 80 incendi legati alle biciclette elettriche e alle loro batterie. ZapBatt ha creato una batteria per e-bike al litio-titanato che afferma essere resistente al fuoco e può essere completamente caricata dallo 0% al 100% in 20 minuti invece delle solite 6 ore.
"Per i singoli consumatori, aspettare sei ore per una carica della batteria e dover sostituire le batterie ogni anno è scomodo e non ecologico", ha detto a Lifewire Charlie Welch, CEO di ZapBatt, in un'intervista via e-mail. "Con questo grande aumento dell'interesse per le e-bike, la tecnologia delle batterie deve continuare a evolversi per incoraggiare un maggiore utilizzo e migliorare la sicurezza."
