Bateria quântica carrega em um quadrilhão avos de segundo e promete revolução energética

Pesquisadores na Universidade de Melbourne, na Austrália, desenvolveram um protótipo de bateria quântica capaz de ser carregada em um quadrilhão avos de segundo. O avanço, descrito em um estudo publicado na revista Light: Science & Applications, aponta para uma revolução na tecnologia de armazenamento energético, com implicações que vão desde dispositivos portáteis até veículos elétricos de grande porte.

Diferentemente das tradicionais baterias de íon-lítio que dependem de reações químicas, as baterias quânticas utilizam fenômenos da mecânica quântica, como a coerência quântica e o entrelaçamento de partículas. Esses efeitos permitem que moléculas no interior da bateria operem em estados múltiplos simultaneamente, absorvendo energia de forma extremamente eficiente e uniforme.

O princípio do dispositivo se baseia no modelo de Dicke, da óptica quântica, que descreve como luz e matéria podem interagir em um estado superradiativo. Para isso, os cientistas criaram uma microcavidade composta por camadas de semicondutores orgânicos e espelhos de prata, otimizando o acoplamento entre luz e moléculas.

Nos testes realizados, um pulso de laser com duração de apenas um femtossegundo (um quadrilhão avos de segundo) foi suficiente para carregar o sistema. O estado excitado das moléculas se manteve por dezenas de nanosegundos, o que na prática significa que a bateria pode reter sua carga por um tempo milhões de vezes maior do que o necessário para carregá-la.

James Quach, líder da pesquisa e cientista da agência nacional de ciência da Austrália, CSIRO, afirmou que uma bateria quântica escalada poderia ser carregada em um minuto e manter energia armazenada por anos. Essa característica torna a tecnologia promissora para aplicações como drones ou veículos elétricos, que poderiam ser recarregados remotamente por lasers durante o uso.

Além disso, a alta densidade energética e a durabilidade desses dispositivos podem viabilizar novos paradigmas em eletrificação remota e em sistemas que exigem armazenamento energético de longo prazo. Contudo, um dos maiores desafios para a implementação prática é a suscetibilidade ao ruído ambiental, que pode causar a perda das propriedades quânticas em um processo conhecido como decoerência.

Andrew White, diretor do Laboratório de Tecnologia Quântica da Universidade de Queensland, destacou que esse tipo de bateria poderia ser essencial para alimentar computadores quânticos com baixo custo energético. A pesquisa, que ainda está em estágio inicial, abre caminho para um futuro em que o armazenamento de energia seja mais rápido, eficiente e sustentável.

De acordo com o portal Live Science, os próximos passos incluem a ampliação do protótipo enquanto se busca mitigar os efeitos da decoerência. Caso superadas essas barreiras, o impacto poderá redefinir os limites da tecnologia energética.