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Crédito: CC0 Public Domain
Cientistas das universidades de Alberta e Toronto desenvolveram um plano para uma nova bateria quântica que não vaza carga.
"Uma bateria quântica é uma minúscula bateria de tamanho nano destinada a ser usada em aplicações na escala nano", explicou o químico da Hanna, Gabriel Hanna, que foi o principal pesquisador do estudo.
Ele disse que a pesquisa fornece uma demonstração teórica de que a criação de uma bateria quântica sem perdas é possível - oferecendo uma vantagem sobre as baterias quânticas propostas anteriormente.
"As baterias com as quais estamos mais familiarizados - como a bateria de íons de lítio que alimenta seu smartphone - baseiam-se em princípios eletroquímicos clássicos, enquanto as baterias quânticas dependem apenas da mecânica quântica ", observou Hanna.
Ele disse que as baterias podem se tornar um componente importante em muitos dispositivos quânticos - capazes de alimentar computadores quânticos, por exemplo - e, na prática, elas podem ser construídas usando as atuais tecnologias de estado sólido.
Para realizar sua idéia, a equipe de pesquisa considerou um modelo de rede quântica aberta com alta simetria estrutural como uma plataforma para armazenar energia excitônica - energia aproveitada quando um elétron absorve um fóton de luz suficientemente energético. Usando esse modelo, eles mostraram que é possível armazenar energia sem perdas, apesar de estar aberto a um ambiente.
"A chave é preparar essa rede quântica no que é chamado de estado sombrio", explicou Hanna. "Enquanto no estado escuro, a rede não pode trocar energia com seu ambiente. Em essência, o sistema se torna imune a todas as influências ambientais. Isso significa que a bateria é altamente robusta às perdas de energia".
Usando esse modelo, os pesquisadores também sugeriram um método geral de descarregar a energia armazenada da bateria sob demanda, que envolve a quebra da simetria estrutural da rede de maneira controlada.
Pesquisas futuras explorarão formas viáveis de carregar e descarregar a bateria, bem como formas de ampliá-la para uso em aplicações práticas.
O estudo, "excitônicas Bateria Quantum Loss-Free", foi publicado no Journal of Physical Chemistry C .
Mais informações: Junjie Liu et al. Bateria quântica excitada sem perda, The Journal of Physical Chemistry C (2019). DOI: 10.1021 / acs.jpcc.9b06373
Informações Revista: Journal of Physical Chemistry C
Fornecido por University of Alberta
Fonte: Physic.Org / por Katie Willis, Universidade de Alberta / 25-10-2019
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Hélio R.M. Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica,
Astrobiologia e Climatologia).
Membro da Society for Science and the Public
(SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and
Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa do
projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA. A partir de 2019, tornou-se
membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
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