Scienziati delle università di Alberta e Toronto hanno sviluppato un progetto per una nuova batteria quantistica che non perde carica.

"Una batteria quantistica è un minuscolo, batteria di dimensioni nano pensate per essere utilizzata per applicazioni su scala nanometrica, " ha spiegato U of A chimico Gabriel Hanna, che è stato il principale investigatore dello studio.

Ha detto che la ricerca fornisce una dimostrazione teorica che è possibile creare una batteria quantistica senza perdite, offrendo un vantaggio rispetto alle batterie quantistiche proposte in precedenza.

"Le batterie con cui abbiamo più familiarità, come la batteria agli ioni di litio che alimenta il tuo smartphone, si basano su principi elettrochimici classici, considerando che le batterie quantistiche si basano esclusivamente sulla meccanica quantistica, " ha osservato Hanna.

Ha detto che le batterie potrebbero diventare un componente importante in molti dispositivi quantistici, in grado di alimentare computer quantistici, per esempio, e in pratica, potrebbero essere costruiti utilizzando le attuali tecnologie a stato solido.

Per realizzare la loro idea, il team di ricerca ha considerato un modello di rete quantistica aperta con un'elevata simmetria strutturale come piattaforma per immagazzinare energia eccitonica, energia sfruttata quando un elettrone assorbe un fotone di luce sufficientemente energetico. Utilizzando questo modello, hanno dimostrato che è possibile immagazzinare energia senza alcuna perdita, pur essendo aperto a un ambiente.

"La chiave è preparare questa rete quantistica in quello che viene chiamato uno stato oscuro, " spiegò Hanna. "Mentre in uno stato oscuro, la rete non può scambiare energia con il suo ambiente. In sostanza, il sistema diventa immune a tutte le influenze ambientali. Ciò significa che la batteria è altamente resistente alle perdite di energia."

Utilizzando questo modello, i ricercatori hanno anche suggerito un metodo generale per scaricare l'energia immagazzinata dalla batteria su richiesta che comporta la rottura della simmetria strutturale della rete in modo controllato.

La ricerca futura esplorerà modi praticabili per caricare e scaricare la batteria, così come i modi per ridimensionarlo per l'uso in applicazioni pratiche.

Lo studio, "Batteria quantistica eccitonica senza perdite, " è stato pubblicato nel Journal of Physical Chemistry C .