O carregamento de baterias dos automóveis elétricos pode demorar até 10 horas. É porventura o maior problema dos novos veículos e um dos maiores obstáculos à descarbonização. A solução pode estar na mecânica quântica e os coreanos dizem que têm a solução que pode reduzir o carregamento das baterias para três minutos.
Cientistas do Centro de Física Teórica de Sistemas Complexos do Instituto de Ciências Básicas (IBS), da Coreia do Sul, trabalharam no conceito de “bateria quântica”, proposto pela primeira vez por Alicki e Fannes em 2012. Neste artigo, foi teorizado que recursos quânticos, como entrelaçamento, podem ser usados para acelerar o processo de carregamento da bateria, carregando todas as células da bateria simultaneamente.
Isso é um game-changer. Nas baterias clássicas as células são carregadas em paralelo, independentemente umas das outras. A vantagem desta cobrança coletiva versus paralela pode ser medida pela “vantagem de cobrança quântica”. Em 2017, percebeu-se que pode haver duas possíveis fontes por trás desta vantagem quântica: a ‘operação global’, em que todas as células conversam com todas as outras simultaneamente (ou seja, “todos sentados à mesa”); e ‘acoplamento de todos para todos’, em que cada célula pode conversar com todas as outras, mas uma única célula (ou seja, “muitas discussões, mas cada discussão tem apenas dois participantes”).
Os cientistas do Centro de Física Teórica de Sistemas Complexos do Instituto de Ciências Básicas (IBS), da Coreia do Sul, desenvolveram os estudos e asseguram que o acoplamento tudo-para-todos é irrelevante em baterias quânticas e que as “operações globais” é que garantem a vantagem quântica. Para além de identificar a fonte exata dessa vantagem (não revelada), os cientistas descartam outras possibilidades.
O grupo conseguiu ainda quantificar com precisão quanta velocidade de carregamento pode ser alcançada com este modelo. Enquanto a velocidade máxima de carregamento aumenta linearmente com o número de células nas baterias clássicas, o estudo mostrou que as baterias quânticas que empregam operação global podem reduzir substancialemente o tempo de carregamento. Para um veículo elétrico típico com uma bateria que contém cerca de 200 células, empregar o carregamento quântico levaria a uma aceleração de 200 vezes em relação às baterias clássicas. O que significa que o tempo de carregamento doméstico seria reduzido de 10 horas para cerca de 3 minutos. Em estações de carregamento de alta velocidade, o tempo de carregamento seria reduzido de 30 minutos para meros segundos.
Os cientistas dizem ainda que este conceito pode ser levado para outras áreas da atividade, como, por exemplo, em unidades de produção de energia de fusão, que exigem grandes quantidades de energia para serem carregadas e descarregadas num instante. É claro que as tecnologias quânticas ainda estão em sua infância e há um longo caminho a percorrer antes que estes métodos possam ser implementados na prática.
Crédito da foto: IBS
