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: إندبندنت
المصدر: مأرب برس
كلمات دلالية: بطاریات اللیثیوم
إقرأ أيضاً:
دراسة حديثة: مشاهدة التلفزيون لفترات طويلة تزيد من خطر أمراض القلب
تابع أحدث الأخبار عبر تطبيق
كشفت دراسة طبية حديثة أجراها فريق من الباحثين بجامعة هونغ كونغ أن وقت مشاهدة التلفزيون يرتبط بخطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية، خاصة بين أولئك الذين لديهم استعداد جيني للإصابة بمرض السكري من النوع الثاني وفقا لما نشرته مجلة ديلى ميل .
وأفاد الباحثون بأن مشاهدة التلفزيون لمدة لا تزيد عن ساعة يوميا قد تقلل من خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية بما في ذلك النوبات القلبية والسكتات الدماغية بين الأشخاص الذين لديهم مستويات مختلفة من المخاطر الجينية للإصابة بمرض السكري من النوع الثاني.
وتعد أمراض القلب والأوعية الدموية التصلبية (ASCVD) والتي تشمل أمراض القلب والسكتة الدماغية وأمراض الشرايين الطرفية ناتجة عن تراكم اللويحات في جدران الشرايين ويمكن أن تؤدي هذه الحالات إلى عواقب وخيمة مثل تدهور جودة الحياة وجراحات القلب المفتوح وعمليات تركيب الدعامات و البتر وحتى الوفاة المبكرة.
وهذه الدراسة هي واحدة من أولى الدراسات التي تبحث في كيفية تفاعل المخاطر الجينية لمرض السكري من النوع الثاني مع عادة مشاهدة التلفزيون فيما يتعلق بخطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية التصلبية.
وقال يونغوون كيم أستاذ في كلية الصحة العامة بجامعة هونغ كونغ: أن مرض السكري من النوع الثاني هونمط الحياة الخامل وأن عوامل الخطر هى الجلوس لفترات طويلة ومشاهدة التلفزيون يساعد فى تفعيل أكثر من نصف السلوكيات الخاملة اليومية والتى ترتبط بشكل متسق بزيادة خطر الإصابة بمرض السكري وتصلب الشرايين، حيث تقدم دراستنا رؤى جديدة حول دور الحد من وقت مشاهدة التلفزيون في الوقاية من أمراض القلب والأوعية الدموية التصلبية للجميع وخاصة للأشخاص الذين لديهم استعداد جيني عالي للإصابة بمرض السكري من النوع الثاني.
وفحصت الدراسة بيانات من قاعدة بيانات طبية حيوية كبيرة تحتوي على معلومات جينية ونمط حياة وسجلات طبية لـ 346916 بالغا من المملكة المتحدة، بمتوسط عمر 56 عاما، و45% منهم من الذكور وخلال متابعة استمرت قرابة 14 عامم تم تحديد 21265 شخصا أصيبوا بأمراض القلب والأوعية الدموية التصلبية.
وقام الباحثون بحساب درجة المخاطر الجينية لمرض السكري من النوع الثاني لكل مشارك بناء على 138 متغيرا جينيا مرتبطا بالحالة.
وتم تصنيف المشاركين إلى مجموعات بناء على وقت مشاهدة التلفزيون (ساعة أو أقل يوميا مقابل ساعتين أو أكثر يوميا) ودرجة المخاطر الجينية (منخفضة، متوسطة، عالية).
وأفاد نحو 21% من المشاركين بمشاهدة التلفزيون لمدة ساعة أو أقل يوميا بينما أفاد أكثر من 79% بمشاهدة التلفزيون لمدة ساعتين أو أكثر يوميا.
ومقارنة بمشاهدة التلفزيون لمدة ساعة أو أقل يوميا ارتبطت مشاهدة التلفزيون لمدة ساعتين أو أكثر يوميا بزيادة خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية التصلبية بنسبة 12% بغض النظر عن المخاطر الجينية لمرض السكري من النوع الثاني.
وأظهرت التقييمات أن المشاركين الذين لديهم مخاطر جينية متوسطة وعالية للإصابة بمرض السكري من النوع الثاني لم يكونوا أكثر عرضة للإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية التصلبية طالما أن مشاهدة التلفزيون كانت محدودة بساعة أو أقل يوميا.
وكان خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية التصلبية على مدى 10 سنوات أقل (2.13%) للأشخاص الذين لديهم مخاطر جينية عالية للإصابة بمرض السكري من النوع الثاني ومشاهدة التلفزيون لمدة ساعة أو أقل يوميا مقارنة بالأشخاص الذين لديهم مخاطر جينية منخفضة ومشاهدة التلفزيون لمدة ساعتين أو أكثر يوميا (2.46%).
حكام الإمارات يعزون خادم الحرمين في وفاة الأميرة نورة بنت بندر بن محمد