Airbus, BMW Group e Quantinuum, líderes mundiais em mobilidade e tecnologias quânticas, desenvolveram um fluxo de trabalho híbrido quântico-clássico para acelerar pesquisas futuras usando computadores quânticos para simular sistemas quânticos, com foco nas reações químicas de catalisadores em células de combustível.
Em um novo artigo técnico, “Applicability of Quantum Computing to Oxygen Reduction Reaction Simulations” (Aplicabilidade da computação quântica às simulações da reação de redução de oxigênio), os três parceiros relatam a modelagem precisa da reação de redução de oxigênio (“ORR”) na superfície de um catalisador à base de platina. A ORR é a reação química no processo que converte hidrogênio e oxigênio em água e eletricidade em uma célula de combustível e limita a eficiência do processo. Ela é relativamente lenta e requer uma grande quantidade de catalisador de platina, portanto, há grande interesse e valor em compreender melhor os mecanismos subjacentes envolvidos na reação.
Usando o computador quântico da série H da Quantinuum, a equipe de colaboração demonstrou a aplicabilidade da computação quântica em um fluxo de trabalho industrial para aprimorar nossa compreensão de uma reação química crítica. As três empresas planejam uma colaboração adicional para explorar o uso da computação quântica para enfrentar desafios industriais relevantes.
Como pioneiro no mercado automotivo global, o BMW Group reconhece o potencial transformador da Computação Quântica e sua importância na pesquisa de novos materiais, onde ela pode permitir processos mais rápidos e eficientes, reduzindo os protótipos de laboratório. A abordagem e a simulação precisam de um dos processos eletroquímicos mais fundamentais pela primeira vez usando a computação quântica marcam um passo substancial em direção à transição de energia sustentável, beneficiando as baterias de metal-ar e outros produtos com eficiência aprimorada.
A Airbus identificou o hidrogênio como um candidato promissor para alimentar aeronaves de baixo carbono, pois não emite CO2 durante o voo, quando gerado a partir de energia renovável. A empresa anunciou anteriormente planos para começar a testar um sistema de propulsão de célula de combustível movido a hidrogênio a bordo de sua aeronave de demonstração ZEROe nos próximos anos. A empresa tem a ambição de desenvolver a primeira aeronave comercial movida a hidrogênio do mundo para entrar no mercado até 2035.
A equipe de pesquisa espera que a compreensão da reação ORR forneça insights que os ajudem a identificar materiais alternativos que possam melhorar o desempenho e reduzir os custos de produção das células de combustível. A modelagem precisa de reações químicas como a ORR é uma tarefa intratável para computadores clássicos, devido às propriedades quânticas dos mecanismos químicos envolvidos, tornando essas simulações uma boa candidata a se beneficiar de uma possível vantagem quântica no futuro.
