Bateria quntica torna carregamento de carros eltricos rpido quanto encher o tanque

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Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 22/03/2022

Bateria qu

Empregar o carregamento quntico levaria a uma acelerao de 200 vezes na recarga de um carro eltrico, o que significa que o tempo de carregamento seria reduzido de 10 horas para cerca de 3 minutos (em casa) ou de 30 minutos para 9 segundos em uma estao de carregamento.
[Imagem: Institute for Basic Science]

Vantagem de carregamento quntico

Nos ltimos anos, vrias equipes de fsicos trabalharam para demonstrar que uma bateria quntica pode recarregar-se quase instantaneamente, eliminando um dos grandes gargalos da eletrificao dos transportes, que mantm os carros eltricos na tomada por horas.

Tirando proveito de fenmenos como o entrelaamento quntico, torna-se possvel acelerar enormemente o processo de carregamento da bateria carregando todas as clulas simultaneamente, de maneira coletiva.

Isto particularmente interessante dado que as baterias modernas de grande capacidade tm muitas clulas – esse carregamento coletivo no possvel em baterias clssicas, onde as clulas so carregadas em paralelo, independentemente umas das outras.

A vantagem desse carregamento coletivo versus paralelo pode ser medida pela razo chamada “vantagem de carregamento quntico”, uma verso para as baterias da famosa supremacia quntica dos computadores.

Conforme os estudos se aprofundaram no tema, os fsicos perceberam que pode haver duas possveis fontes por trs dessa vantagem quntica das baterias: A “operao global”, em que todas as clulas conversam com todas as outras simultaneamente, e o “acoplamento de todos para todos”, em que cada clula pode conversar com qualquer uma das outras, mas com apenas uma de cada vez.

No entanto, ainda no estava claro se essas duas fontes so necessrias e se existem limites para a velocidade de carregamento que pode ser alcanada.

Foi esta questo que agora foi solucionada por um trio de fsicos do Instituto de Cincias Bsicas, da Coreia do Sul.

Recarregamento quase instantneo

Juyeon Kim e seus colegas demonstraram que o acoplamento tudo-para-todos irrelevante nas baterias qunticas e que a presena de operaes globais o nico ingrediente na vantagem quntica do recarregamento. O grupo foi alm para identificar a fonte exata dessa vantagem, descartando quaisquer outras possibilidades e at mesmo fornecendo uma maneira explcita de projetar essas baterias.

Bateria qu

Talvez ainda importante do ponto de vista prtico, o grupo conseguiu quantificar com preciso quanta velocidade de carregamento pode ser alcanada nesse esquema: Enquanto a velocidade mxima de carregamento aumenta linearmente com o nmero de clulas nas baterias clssicas, as baterias qunticas que empregam a operao global podem atingir uma escala quadrtica na velocidade de recarregamento.

Para ilustrar isso, considere um veculo eltrico tpico, com uma bateria que contenha cerca de 200 clulas. Empregar o recarregamento quntico levaria a uma acelerao de 200 vezes na velocidade de recarga em relao s baterias clssicas, o que significa que o tempo de carregamento em casa seria reduzido de 10 horas para cerca de 3 minutos. Em estaes de carregamento de alta velocidade, o tempo de carregamento seria reduzido de 30 minutos para meros segundos.

Fuso nuclear

Os pesquisadores afirmam que as consequncias de sua pesquisa podem ser de longo alcance e que as implicaes do recarregamento quntico podem ir muito alm dos carros eltricos e dos aparelhos eletrnicos de consumo. Por exemplo, ele pode encontrar usos importantes em futuras usinas de energia de fuso nuclear, que exigem grandes quantidades de energia para serem carregadas e descarregadas em um instante.

claro que as tecnologias qunticas ainda esto dando os primeiros passos, havendo um longo caminho a percorrer antes que estes mtodos sejam implementados na prtica.

Mas resultados de pesquisas como esta podem incentivar as agncias de financiamento e as empresas a investir mais nessas tecnologias. As baterias qunticas, especificamente, tm potencial para revolucionar completamente a maneira como usamos a energia.

Bibliografia:

Artigo: Quantum Charging Advantage Cannot Be Extensive Without Global Operations
Autores: Juyeon Kim, Dario Rosa, Dominik Safrnek
Revista: Physical Review Letters
Vol.: Accepted paper

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