Los científicos presentan una batería cuántica que rompe las reglas de la recarga convencional

Científicos de la agencia nacional de ciencia australiana CSIRO han construido un prototipo de batería cuántica que se carga más rápido a medida que aumenta su tamaño, justo lo contrario de lo que ocurre con las baterías convencionales. Los investigadores también han demostrado que el dispositivo puede generar corriente eléctrica, lo que acerca aún más este concepto a un sistema funcional de almacenamiento de energía.

Esta inusual batería ha sido desarrollada por el científico cuántico James Quach y su equipo. En lugar de basarse en reacciones químicas, utiliza efectos cuánticos para absorber y almacenar energía. El prototipo se basa en una microcavidad óptica formada por dos diminutos espejos situados a unos 100 nanómetros de distancia entre sí —aproximadamente mil veces más delgados que un cabello humano—. El espacio entre ambos se llena con moléculas de colorante orgánico y se ilumina con un láser.

La interacción entre la luz y las moléculas crea estados híbridos de luz y materia conocidos como polaritones. También produce un fenómeno denominado «superabsorción», en el que las moléculas comienzan a actuar de forma colectiva en lugar de absorber energía de manera independiente. Cuantas más moléculas haya, más rápido pueden absorber energía, lo que significa que una batería cuántica más grande puede cargarse más rápido que una más pequeña.

El prototipo se carga en femtosegundos y puede retener la energía almacenada durante nanosegundos, aproximadamente un millón de veces más tiempo que el proceso de carga. Sin embargo, la cantidad de energía que puede almacenar sigue siendo minúscula, de tan solo unos pocos miles de millones de electronvoltios, por lo que el uso de una batería de este tipo en un smartphone o un vehículo eléctrico está, por el momento, muy lejos de ser una realidad.

El último avance consiste en que los investigadores han añadido otra capa que les permite extraer corriente eléctrica de la batería cuántica. El equipo sigue analizando los resultados y tiene previsto publicar los detalles en un artículo científico.

Una de las principales ventajas de este enfoque es que funciona a temperatura ambiente. Otros diseños de baterías cuánticas basados en materiales superconductores requieren temperaturas inferiores a unos −150 °C, lo que las hace mucho menos prácticas fuera de entornos especializados.

Por lo tanto, la aplicación inicial más probable de las baterías cuánticas es la computación cuántica. Quach cree que la tecnología podría, con el tiempo, reducir el consumo energético de los ordenadores cuánticos, al tiempo que los haría más rápidos y menos propensos a cometer errores, lo que podría contribuir a la expansión de esta tecnología.

El mayor reto sigue siendo averiguar cómo extraer la energía cuántica almacenada de forma estable, controlada y útil. Los científicos también advierten de que los efectos cuánticos son frágiles y pueden verse alterados por el entorno. Los investigadores también están explorando diseños híbridos que combinan componentes cuánticos para una carga rápida con capas convencionales capaces de almacenar energía durante períodos más prolongados.

Sin embargo, el último experimento demuestra algo que suena casi absurdo desde la perspectiva de una batería convencional: aumentar el tamaño de la batería puede, de hecho, hacer que se cargue más rápido.