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L’idea di una ricarica quasi istantanea per smartphone, droni e soprattutto auto elettriche può sembrare ancora fantascienza. E invece un primo passo concreto è arrivato dai laboratori australiani che lavorano sulle batterie quantistiche.
Cosa sono? Si tratta di dispositivi molto diversi dalle batterie tradizionali. Funzionano così: invece di accumulare energia attraverso reazioni chimiche, sfruttano alcuni effetti della fisica quantistica, come i cosiddetti fenomeni collettivi, per accelerare il processo di carica. In pratica, le unità che compongono la batteria non si comportano come elementi separati, ma come un sistema coordinato, e questo permette di ridurre i tempi di ricarica al crescere del numero delle unità coinvolte.
È una logica opposta a quella delle batterie classiche, che in genere richiedono più tempo man mano che aumentano dimensioni e capacità. Per questo il tema attira tanta attenzione. Già, perché se un giorno questa tecnologia diventasse scalabile, potrebbe cambiare radicalmente il modo in cui immaginiamo la ricarica delle auto elettriche, rendendo molto più rapido il rifornimento di energia e aprendo la strada anche a sistemi wireless avanzati.
Nel momento in cui scriviamo siamo ancora in una fase sperimentale e lontana da un’applicazione commerciale. Il portale Science Alert ha però rilanciato il lavoro guidato da James Quach del CSIRO, l’agenzia scientifica nazionale australiana, insieme a ricercatori della University of Melbourne e di RMIT.
Il team ha realizzato un prototipo funzionante di batteria quantistica capace non solo di caricarsi, ma anche di immagazzinare e rilasciare energia, segnando un passaggio importante rispetto ai test precedenti. Lo studio, pubblicato su Light: Science & Applications, mostra che il dispositivo sfrutta proprio quegli effetti collettivi previsti dalla teoria: più molecole vengono coinvolte, più veloce diventa la ricarica.
Il prototipo è basato su una microcavità organica, cioè una struttura multilayer molto piccola capace di intrappolare la luce e di convertirla in energia elettrica. Anche il CSIRO e l’Università di Melbourne spiegano che questo sistema è stato progettato per essere caricato in modalità wireless con un laser, e che l’ultima versione ha aggiunto componenti capaci di trasformare l’energia accumulata in corrente elettrica misurabile.
È un dettaglio decisivo, perché finora uno dei limiti principali era proprio la difficoltà di estrarre l’energia da queste batterie. In altre parole, il principio fisico non è più solo teorico: esiste ora una dimostrazione sperimentale che rende la batteria quantistica qualcosa di più di un’ipotesi da laboratorio.
La domanda vera, però, è quanto tutto questo sia vicino all’uso quotidiano sulle auto elettriche. La risposta, almeno per ora, è prudente. Fonti scientifiche spiegano che la capacità del prototipo resta minuscola, nell’ordine di pochi miliardi di elettronvolt, mentre il tempo di conservazione della carica è ancora brevissimo, di appena alcuni nanosecondi.
Significa che queste batterie oggi non possono alimentare un’auto, né tanto meno offrire una ricarica istantanea nel mercato reale. Tuttavia il principio interessa molto perché, almeno in teoria, potrebbe superare uno dei grandi limiti delle batterie convenzionali: il compromesso tra velocità di ricarica, dimensione e stabilità.
Diverse ricostruzioni internazionali sottolineano come il prototipo australiano rappresenti comunque una svolta, perché è il primo a completare il ciclo carica-accumulo-scarica con un comportamento coerente con le previsioni quantistiche. Gli stessi ricercatori indicano come obiettivo successivo l’aumento della scala del sistema e l’allungamento del tempo di immagazzinamento, con la prospettiva di soluzioni ibride che uniscano la rapidità delle batterie quantistiche alla durata delle batterie classiche. Per le auto elettriche non è ancora il momento della ricarica istantanea, ma la direzione è ormai tracciata...
