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Batterie superveloci con la fisica quantistica

Due ricercatori del Cnr e del Politecnico di Milano hanno costruito un sistema di accumulo dell’energia basato sulla fisica quantica che avrebbe una caratteristica di grande interesse: il potere di ricarica aumenta con il crescere della capacità delle batterie. Una proprietà “contro-intuitiva” che apre nuove prospettive per il futuro (lontano) della mobilità

Batterie superveloci con la fisica quantistica
Un futuro tutto da scrivere
La fisica quantistica è ancora avvolta da molti misteri per gli stessi scienziati, ma ha prospettive evolutive ancora inimmaginabili. Un possibile sviluppo offerto dalla scienza dei quanti riguarda le future batterie come conferma l’accumulatore messo a punto da due ricercatori italiani, Tersilla Virgili dell’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ifn) e Giulio Cerullo del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano.
Seguendo i principi della fisica quantistica, i due esperti hanno realizzato un sistema di accumulo quantico dove il potere di ricarica aumenta più velocemente con il crescere della capacità della batteria. “Le batterie quantiche”, spiega Virgili, “presentano una proprietà contro-intuitiva in cui il tempo di ricarica è inversamente correlato alla capacità della batteria e cioè alla quantità di carica elettrica immagazzinata”. “Ciò porta all’idea intrigante che il potere di carica delle batterie quantiche sia super-estensivo e cioè che aumenti più velocemente con le dimensioni della batteria”. Il dispositivo fabbricato è una microcavità in cui il materiale attivo è costituito da molecole organiche disperse in una matrice inerte. “Ogni molecola”, specifica Cerullo, “rappresenta un’unità che può esistere in uno stato di sovrapposizione quantistica di due livelli di energia (fondamentale ed eccitato), simile al modo in cui un qubit, l'unità base di informazione quantistica, può essere sia 0 che 1 contemporaneamente nei computer quantistici”. Costruendo la batteria quantica in un modo in cui le unità possono esistere in sovrapposizione, il sistema totale può comportarsi collettivamente. Questo comportamento, noto come coerenza quantistica, consente alle unità di agire in modo cooperativo, dando origine a una carica iper-veloce che dipende dal numero delle molecole-unità. “In futuro”, racconta Virgili, “questo tipo di dispositivo potrà essere applicato in vari ambiti scientifici e tecnologici come, ad esempio, caricabatterie senza fili, celle solari e macchine fotografiche”. Per conoscere i futuri sviluppi, però, ci vorrà ancora molto tempo, e ancora di più per vedere gli eventuali nuovi sistemi di accumulo in applicazioni concrete, soprattutto nel mondo della mobilità.

 



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