Científicos crean una batería que se carga en una fracción de segundo, pero hay un problema
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Científicos desarrollan una batería cuántica capaz de cargarse en femtosegundos, aunque todavía almacena muy poca energía.
La idea de cargar una batería prácticamente al instante parece sacada de la ciencia ficción. Sin embargo, un equipo de investigadores ha conseguido demostrar que una batería cuántica puede absorber energía en una escala de tiempo increíblemente pequeña: en una milbillonésima de segundo.
El avance ha sido desarrollado por un equipo dirigido por James Quach, investigador de ciencia cuántica de CSIRO, y supone un paso importante para una tecnología que hasta ahora había permanecido principalmente en el terreno teórico. Eso sí, hay una diferencia enorme entre conseguir una carga ultrarrápida en un laboratorio y fabricar una batería capaz de alimentar un teléfono móvil.
El secreto está en un fenómeno conocido como superabsorción. Mientras que en una batería convencional aumentar el tamaño suele implicar más tiempo para cargarla, en este sistema ocurre lo contrario: cuantos más elementos cuánticos participan, más rápidamente puede absorber energía.
El prototipo utiliza una diminuta cavidad óptica formada por dos espejos separados por unos 100 nanómetros. En su interior hay moléculas de un tinte orgánico que interactúan con la luz de un láser.
Esa interacción provoca que las moléculas actúen colectivamente, permitiendo transferir energía a una velocidad extraordinaria. Los investigadores también han conseguido extraer una pequeña corriente eléctrica, algo especialmente relevante porque demuestra que el sistema no se limita a almacenar energía de forma experimental.
La batería puede cargarse en femtosegundos y conservar la energía durante nanosegundos.
Aquí es donde el invento pierde buena parte de su espectacularidad. La batería almacena una cantidad de energía diminuta y durante muy poco tiempo. Por tanto, no estamos ante una alternativa que pueda sustituir próximamente a las baterías de móviles, ordenadores o coches eléctricos.
El objetivo de las baterías cuánticas tampoco es necesariamente almacenar más energía que las actuales. Su principal ventaja sería permitir una transferencia energética mucho más rápida y controlada.
Además, los efectos cuánticos pueden ser muy sensibles a las condiciones externas, lo que complica convertir estos experimentos en dispositivos prácticos.
Los investigadores ya trabajan en posibles soluciones. Una de ellas consiste en combinar componentes cuánticos, capaces de cargarse rápidamente, con elementos convencionales que permitan conservar la energía durante más tiempo. También estudian conectar múltiples baterías microscópicas para aumentar la cantidad total de energía disponible.
Una de las ventajas del prototipo actual es que funciona a temperatura ambiente, algo que no ocurre con algunos diseños basados en superconductores, que necesitan temperaturas extremadamente bajas.
Por ahora, por tanto, esta batería está mucho más cerca de convertirse en una herramienta para hardware cuántico que en la próxima batería de un smartphone.