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:
بعد 5 سنوات من الجائحة.. ماذا نعرف عن كوفيد طويل الأمد حتى الآن؟
بغداد اليوم - متابعة
قام الباحثون من معهد برشلونة للصحة العالمية (ISGlobal) بالتعاون مع معهد أبحاث جيرمانز ترياس آي بوجول (IGTP)، بدراسة سكانية صممت لتقييم تأثير الجائحة على صحة سكان كاتالونيا. وأكمل المشاركون ثلاثة استبيانات في أعوام 2020 و2021 و2023، كما قدموا عينات دم وسجلات طبية.
وقالت
المشاركة في الدراسة من معهد برشلونة للصحة العالمية الباحثة ماريانا كاراشاليو، ان "تعرض الشخص لإصابة شديدة بكوفيد-19، أو وجود أمراض مزمنة سابقة مثل الربو، هي عوامل خطر واضحة للإصابة بكوفيد طويل الأمد".
وأضافت أننا "لاحظنا أيضا أن الأشخاص الذين يعانون من السمنة أو لديهم مستويات عالية من الأجسام المضادة IgG قبل التطعيم كانوا أكثر عرضة للإصابة بكوفيد طويل الأمد"، مرجحة ان "يعكس العامل الأخير فرط نشاط الجهاز المناعي بعد العدوى الأولية، ما قد يساهم في استمرار الأعراض طويلة الأمد".
كما حددت الدراسة عوامل وقائية يمكن أن تقلل من خطر الإصابة، مثل التطعيم قبل العدوى واتباع نمط حياة صحي يشمل ممارسة النشاط البدني المنتظم والحصول على قسط كاف من النوم.
وتظهر هذه الدراسة أن "كوفيد طويل الأمد" ما يزال يشكل تحديا صحيا كبيرا، وأن فهم عوامل الخطر والوقاية يمكن أن يساعد في تقليل تأثيره على الأفراد والمجتمعات.
المصدر: وكالات
غضب يمني عارم إزاء استهداف الأعيان المدنية