دراسة علمية مذهلة.. هل يكون الصابون مفتاحا للبطاريات طويلة الأمد؟
تاريخ النشر: 10th, November 2023 GMT
طور علماء مادة جديدة واعدة تستخدم في تصميم البطاريات، تعمل بطريقة مشابهة للصابون في إزالة الشحوم والأوساخ.
وأوضحت دراسة حديثة نشرت في مجلة Nature Materials، أن الإلكتروليتات المحلية عالية التركيز (المنحل بالكهرباء) يمكن أن تكون "القطعة المفقودة" التي تفتح الباب بالكامل لتصميم بطاريات تدوم لفترة أطول.
وقد يكمن مفتاح البطاريات طويلة الأمد في فهم كيفية تخلص الصابون من الأوساخ، حيث يشكل هياكل صغيرة تسمى المذيلات التي تعمل كجسر بين الماء وما يتم تنظيفه عن طريق لفها في هياكل صغيرة.
وقال علماء من جامعة براون إن عملية مماثلة تحدث في إلكتروليتات موضعية عالية التركيز، توصف بأنها واحدة من أكثر المواد الواعدة لتصميم البطاريات.
وتعتبر الإلكتروليتات أساسية في عملية تخزين الطاقة لأنها تسمح للشحنة الكهربائية بالمرور بين طرفي البطارية.
وهذا يثير التفاعل الكيميائي اللازم لتحويل الطاقة الكيميائية المخزنة إلى كهرباء. وتتمتع البطاريات المصنوعة من معدن الليثيوم بقدرة تخزين طاقة أكبر من بطاريات الليثيوم أيون الحالية.
لكن الباحثين أوضحوا أن الإلكتروليتات المستخدمة عادة لتشغيل بطاريات الليثيوم أيون لا تفعل ذلك بشكل فعال في البطاريات المعدنية.
وقال المعد المشارك في الدراسة، يو تشي، من جامعة براون: "نريد تحسين وزيادة كثافة الطاقة للبطاريات، وهذا يعني مقدار الطاقة التي تخزنها في كل دورة وعدد الدورات التي تدومها البطارية.
للقيام بذلك، يجب استبدال المواد الموجودة داخل البطاريات التقليدية لجعل البطاريات طويلة العمر التي تخزن المزيد من الطاقة، حقيقة واقعة - فكر في البطاريات التي يمكنها تشغيل الهاتف لمدة أسبوع أو أكثر، أو السيارات الكهربائية التي تسير لمسافة 500 ميل".
وتُصنع إلكتروليتات بطاريات الليثيوم أيون من ملح منخفض التركيز مذاب. ومع ذلك، يتم إنشاء النوع الجديد من الإلكتروليتات عن طريق خلط تركيزات عالية من الملح في مذيب مع سائل آخر يسمى المخفف.
وقال العلماء إن هذا يجعل تدفق الإلكتروليت أفضل حتى يمكن الحفاظ على طاقة البطارية. ووجدوا أيضا وظائف المنحل بالكهرباء مثل الصابون.
وقال المعد المشارك في الدراسة بن لي، من المختبر الوطني Oak Ridge: "تقدم الورقة نظرية موحدة حول سبب عمل هذا المنحل بالكهرباء بشكل أفضل، وجاء الفهم الأساسي لها من خلال اكتشاف أن هياكل خيطية تتشكل داخل هذا المنحل بالكهرباء كما تفعل مع الصابون".
وأثناء الاختبارات المعملية، أظهر هذا النوع من الإلكتروليت نتائج واعدة، إلا أن كيفية عمله ظلت بعيدة المنال.
وقد وضع هذا حدا لمدى فعاليته وكيف يمكن تطويره بشكل أكبر. ومع ذلك، فقد ساعد الفهم الجديد العلماء على تطوير التركيزات الصحيحة اللازمة لتحقيق التفاعلات المثلى للبطاريات. وقال فريق البحث إن هذا الفهم الجديد يمكن أن يساعد في إطالة عمر بطاريات الليثيوم المعدنية
المصدر: مأرب برس
إقرأ أيضاً:
بيل غيتس يكشف مفاجأة عن نسبة الأموال التي سيرثها أبناؤه
كشف الملياردير الأمريكي بيل غيتس، عن مفاجأة حول توزيع ثروته على أبنائه، قائلا إن "لكل شخص الحق في أن يقرر كيفية توزيع ثروته على أبنائه".
وقال بيل غيتس إن أطفاله تلقوا تربية وتعليمًا رائعين، لكنهم حصلوا على أقل من 1 بالمئة من ثروته الإجمالية التي تقدر بنحو 100 مليار دولار.
ولدى بيل غيتس ثلاثة أبناء هم جينيفر غيتس، 28 عاما، وروري غيتس، 25 عاما، وفيبي غيتس، 22 عاما.
حديث بيل غيتس مؤسس مايكروسوفت جاء خلال استضافته من قبل الإعلامي الهندي راج شاماني في بودكاست قبل أيام.
وأوضح أنه قرر ذلك لأنه شعر أنه لن يكون في صالحهم وأنه لا يسعى إلى إنشاء سلالة من الأثرياء، مضيفا أنه فضل منح أبنائه فرصة الحصول على مكاسبهم ونجاحهم الخاص، وأن يكونوا ذوي شأن دون أن يطغى عليهم حظه وثروته الهائلة.
وقال غيتس إنه يعتقد أن الأشخاص الذين جمعوا ثروات من التكنولوجيا يميلون إلى أن يكونوا أقل اهتمامًا بإنشاء سلالات من العوائل الثرية، وهم أكثر ميلًا للتبرع بالكثير من رؤوس أموالهم.
وفيما يتعلق برد فعل أبنائه على قرار، قال غيتس إنه لا يريد أبدًا أن يشعروا بالارتباك بشأن دعمه وحبه لهم، مضيفا "أؤمن بشرح فلسفتي مبكرًا: بمعاملتهم جميعًا على قدم المساواة وتوفير فرص لا تصدق لهم".
الحكومة: توفير كل الاحتياجات المالية لعدم تخفيف أحمال الكهرباء الصيف المقبل