Diverse ricerche e studi stanno formulando nuovi scenari riguardo le batterie quantiche, che potrebbero rappresentare uno step fondamentale per la mobilità elettrica.
Uno dei problemi più noti quando parliamo di auto elettriche riguarda la loro autonomia limitata. Ciò, unito al fatto che le colonnine di ricarica non sono ancora distribuite capillarmente nel territorio nazionale, è uno dei principali svantaggi di vetture di questa tipologia. Tuttavia, ci sono buone notizie: studi e ricerche sulle batterie stanno andando avanti, con step straordinari all’orizzonte. Entriamo nel dettaglio.
Batterie quantiche: la rivoluzione della mobilità elettrica
Dispositivi che si caricano quasi istantaneamente, e anzi: più sono grandi e prima si caricano. Si tratta delle batterie quantiche, su cui stanno lavorando diversi ricercatori e studiosi italiani. Tra questi, gli esperti dell’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ifn) e del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano. Grazie alle loro ricerche sulla fisica quantistica (pubblicate su Science Advances), hanno dimostrato che è possibile fabbricare un tipo di batteria dove il potere di ricarica aumenta più velocemente aumentando la capacità della batteria.
Teresa Virgili, dell’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Cnr-Ifn, ha dichiarato: “Le batterie quantiche 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 prototipo realizzato è una microcavità in cui il materiale attivo è costituito da molecole organiche, disperse in una matrice inerte. Giulio Cerullo, del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano, spiega: “Ogni molecola 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“.
Il sistema totale, nel momento in cui la batteria quantica viene costruita in modo tale che le unità possano esistere in sovrapposizione, può comportarsi collettivamente. Ciò è noto come coerenza quantistica e permette alle unità di agire in modo cooperativo: si dà così origine ad una carica iper-veloce, che dipende dal numero delle molecole-unità. Virgili specifica alcuni campi applicativi: “In futuro questo tipo di dispositivo potrà essere applicato in vari ambiti scientifici e tecnologici come ad esempio caricabatterie senza fili, celle solari e macchine fotografiche“.
Il caso Planckian
A lavorare sulle batterie quantiche è anche Planckian, startup italiana che recentemente ha ricevuto un nuovo ingente investimento. Gli permetterà di realizzare la “batteria controintuitiva“, che si ricarica più velocemente al crescere della capacità. Proprio come nel caso degli studi del Politecnico di Milano, il concept della batteria Planckian sfrutta la coerenza quantistica.
Tradotto: maggiore sarà la capacità della batteria, meno tempo ci vorrà per ricaricarla. Per il momento stiamo parlando di qualcosa che ancora non esiste, ma Planckian ha appena incamerato 2,7 milioni di euro, che potranno aiutare nello sviluppo di un concept.
