Professor de Física do CCET desenvolve modelo de bateria quântica

Numa sociedade cada vez mais conectada a dispositivos digitais, as baterias, que garantem o funcionamento de quase todas as ferramentas atuais de trabalho, passaram a ter um papel de grande relevância para empresas e pesquisadores. Hoje, celulares, tablets, laptops e até veículos elétricos são alimentados pelas baterias de lítio, que convertem a energia química em elétrica por meio de reações eletroquímicas, dando origem a uma corrente elétrica que alimenta os circuitos eletrônicos dos nossos aparelhos.

Mas é possível pensar em novas formas de alimentar esses dispositivos com fontes renováveis de energia e de baixo custo? Em busca dessa resposta, o professor Clebson Cruz, do Centro das Ciências Exatas e das Tecnologias da UFOB, e uma equipe de pesquisadores de outras instituições desenvolveram um modelo de bateria quântica, que armazena energia em propriedades quânticas oriundas do acoplamento entre as células de cobre e é carregada pelo contato com um reservatório térmico à temperatura ambiente. O resultado deste estudo está disponível na plataforma arXiv, da Cornell University, nos EUA.

O artigo descreveu as etapas de produção de uma bateria quântica molecular sustentável, de baixo custo baseada em duas células metálicas de cobre. O trabalho experimental foi o primeiro a implementar um modelo de bateria em uma única molécula orgânica. Além disso, mediu experimentalmente a carga armazenada na bateria e evidenciaram que, diferente de qualquer bateria quântica produzida até então, esta é a primeira que funciona à temperatura ambiente (em torno de 27º C), preservando sempre 75% da carga.

Os próximos passos, segundo o professor Clebson Cruz, são a aplicação da bateria em um processo quântico de extração de energia e a síntese de novos materiais para analisar sua eficiência como baterias quânticas. Ainda é preciso uma análise rigorosa da vida útil de carga da nossa bateria, mas os resultados preliminares têm mostrado a possibilidade de desenvolvimento de novas tecnologias de armazenamento de energia limpa e de baixo custo, aumento da eficiência das baterias disponíveis hoje no mercado e barateamento das baterias. O que pode trazer um avanço no campo das tecnologias quânticas, e abrir  um caminho para a pesquisa em dispositivos avançados de armazenamento de energia.

A pesquisa

Registrada no projeto “Desenvolvimento de modelos de baterias quânticas a partir de complexos metálicos”, a pesquisa é coordenada pelo professor Clebson Cruz e contou com a participação de Maron Freitas Anka - Universidade Federal Fluminense (UFF), Mario de Souza Reis Junior - Universidade Federal Fluminense (UFF) Romain Bachelard - Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e Alan Costa dos Santos - Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).

A área de estudo é a termodinâmica Quântica, novo campo de pesquisa em física que busca estender os conceitos da termodinâmica e da Física Estatística para descrição de sistemas quânticos, estabelecendo relações fundamentais entre a Mecânica Estatística fora do equilíbrio e a teoria da informação quântica.