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Carregamento quântico: Baterias quânticas são capazes de recarregar carros elétricos tão rápido quanto encher o tanque de gasolina

23 de março de 2022 às 18:16
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Empregar o carregamento quântico levaria a uma aceleração de 200 vezes na recarga de um carro elétrico – [Imagem: Institute for Basic Science]

Seriam as baterias quânticas uma inovação no universo dos carros elétricos tão rápido quanto encher um tanque de gasolina? Saiba mais a seguir sobre essa nova tecnologia e a sua futura aplicação.   

Ao longo dos últimos anos, diversos grupos de cientistas e físicos realizaram estudos para demonstrar que uma bateria quântica pode se recarregar quase que de forma instantânea, colocando um fim à um dos grandes gargalos da eletrificação dos automóveis, que mantém os carros elétricos na tomada por muito tempo, até que estejam 100% recarregados. Aproveitando fenômenos como o entrelaçamento quântico, é possível acelerar o processo de recarregamento da bateria, num processo onde carrega-se todas as células simultaneamente, de modo coletivo, o tome relacionado as baterias quânticas e carregamento quântico foi discutido pela primeira vez em 05 de agosto do ano passado (2021), através do artigo: Quantum Charging Advantage Cannot Be Extensive Without Global Operations.

Baterias quânticas: possível inovação no mundo dos carros elétricos

O carregamento quântico é muito interessante, tendo em vista que as mais modernas baterias possuem muitas células. Entretanto, o carregamento quântico coletivo não é possível em baterias clássicas, pois as células nesse tipo bateria são carregadas em paralelo.

De acordo com o aprofundamento nos estudos relacionados ao tema, os físicos notaram que pode haver a possibilidade de duas fontes por trás dessa vantagem das baterias quântica, a chamada “operação global”, onde todas as células conversam de forma simultânea.

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Porém, ainda não estava realmente claro se as duas fontes são de fato necessárias, ou se existe algum limite específico para a velocidade de carregamento que pode ser alcançada. Não satisfeitos com os resultados obtidos, três físicos do Instituto de Ciências Básicas da Coreia do Sul foram em busca de solucionar essa questão, e conseguiram!  

Recarregamento quase instantâneo através das baterias quânticas

O físico Juyeon Kim e seus colegas mostraram que o acoplamento “tudo-para-todos” é totalmente irrelevante no carregamento das baterias quânticas, além de demonstrar que a presença de operações globais é o único quesito principal na vantagem do carregamento quântico. Os físicos foram, ainda, além para identificar a fonte exata da vantagem do carregamento quântico, para, assim, descartarem outras possibilidades, e também conseguirem fornecer de uma maneira explícita a projeção dessas baterias.

De um importante ponto de vista prático, os três físicos conseguiram, com muita precisão, relatar o nível da velocidade de carregamento, que pode ser alcançada no seguinte esquema: no momento em que a velocidade máxima de carregamento aumenta de forma linear, devido ao número de células nas baterias convencionais de carros elétricos, as baterias quânticas são capazes de empregar a operação global, atingindo uma escala quadrática ao longo da velocidade de recarregamento.

Exemplificando, em carros elétricos convencionais, uma bateria que possua em torno de 200 células, empregar o carregamento quântico levaria à uma aceleração em cerca de 200 vezes no processo de recarga, se comparada às baterias clássicas, significando que o tempo de carregamento em casa poderia ser reduzido: de 10 horas de carregando, cairia no máximo 3 minutos. Já nos pontos de carregamento de alta velocidade, o tempo seria reduzido de 30 minutos para poucos segundos.

Carregamento quântico vai além do recarregamento de carros elétricos

Segundo alguns pesquisadores, o carregamento quântico poderá ir muito além da recarga apenas de carros elétricos e demais aparelhos eletrônicos, pois seu uso poderá ser muito importante futuramente em usinas de energia de fusão nuclear, onde são exigidas grandes quantidades de energia que possa carregar e descarregar quase que instantaneamente.

Obviamente, as tecnologias de baterias quânticas estão apenas ‘engatinhando’, e um longo caminho está por vir, até que os métodos utilizados possam ser devidamente implementados. Alguns resultados oriundos de outras pesquisas semelhantes às do trio de físicos, poderão incentivar as agências de financiamento e empresas a investir nessas tecnologias.

Créditos: Artigo – Quantum Charging Advantage Cannot Be Extensive Without Global Operations

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