هل يكون الصابون مفتاحا للبطاريات طويلة الأمد؟!
تاريخ النشر: 11th, November 2023 GMT
الولايات المتحدة – 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: صحيفة المرصد الليبية
كلمات دلالية: بطاریات اللیثیوم
إقرأ أيضاً:
هواوي تسجل براءة اختراع لتقنية بطاريات الحالة الصلبة الجديدة
مقالات مشابهة “مبروك النجاح”..نتائج الفصل الدراسي الأول 1446 عبر الرابط الرسمي moe.gov.sa
6 دقائق مضت
التخصصات المطلوبة في وزارة الدفاع 1446 ورابط التقديم على الوظائف العسكرية9 دقائق مضت
وزارة التعليم السعودي توفر رابط نظام نور نتائج بدون كلمة سر للحصول على نتيجة الترم الأول19 دقيقة مضت
“وزارة المالية العراقية”.. توضح حقيقة زيادة الرواتب للمتقاعدين في العراق في هذا الشهر في عموم المحافظات23 دقيقة مضت
” استعلم عبر spa.gov.iq/umbrella”.. خطوات الاستعلام عن اسماء المشمولين بالرعاية الإجتماعية الوجبة الأخيرة36 دقيقة مضت
احجز مقعدك الآن .. طريقة حجز تذاكر مباراة الأهلي ضد الرائد في الجولة العاشرة من دوري روشن السعودي 2024 بأسعار تبدأ من 20 ريال41 دقيقة مضت
تستعد هواوي لتحقيق تقدم كبير في مجال تخزين الطاقة عبر أحدث تطوراتها في تكنولوجيا البطاريات ذات الحالة الصلبة. فقد كشفت الشركة مؤخرًا عن براءة اختراع للإلكتروليت الصلب القائم على الكبريتيد، والذي يمثل مكونًا محوريًا في الجيل الجديد من بطاريات الليثيوم أيون.
تهدف هذه التقنية المبتكرة إلى معالجة أحد أبرز التحديات في صناعة البطاريات، وهو تحلل الإلكتروليتات السائلة. ومن خلال استبدال المكونات السائلة بالإلكتروليتات الصلبة، تسعى هواوي إلى تحسين عمر البطاريات وسلامتها وأدائها بشكل كبير، خاصة في تطبيقات مثل السيارات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة.
تتميز هذه التقنية بخصائص مميزة، حيث يوفر الإلكتروليت الصلب القائم على الكبريتيد كثافة طاقة عالية، وسرعة في الشحن والتفريغ، وأداءً ممتازًا في درجات الحرارة المنخفضة. كما يساهم في تعزيز السلامة عبر تقليل مخاطر الانفلات الحراري، الذي يُعد مصدر قلق شائع مع بطاريات الليثيوم أيون التقليدية.
يتماشى هذا التقدم مع الاتجاه العالمي نحو حلول طاقة مستدامة، ويستجيب للطلب المتزايد على البطاريات عالية الأداء. بفضل هذه التقنية، تقترب هواوي من التغلب على التحديات التي تواجه البطاريات التقليدية، مما يفتح المجال لتسريع الاعتماد على السيارات الكهربائية ومصادر الطاقة المتجددة.
ومع تحول العالم نحو مستقبل أكثر استدامة، تشكل اختراقات مثل تقنية البطاريات ذات الحالة الصلبة من هواوي خطوة مهمة نحو تلبية هذا التحول. عبر معالجة القيود المرتبطة بالبطاريات التقليدية، يمتلك هذا الابتكار القدرة على إحداث تغيير في حلول تخزين الطاقة.
وفي سوق الهواتف الذكية، أصبح الابتكار في البطاريات موضوعًا ساخنًا أيضًا. في المؤتمر العالمي للجوال هذا العام، سلطت الأضواء على تطوير بطاريات تدوم لفترات أطول وتتيح شحنًا أسرع للهواتف الذكية. تستكشف الشركات حاليًا مواد جديدة، مثل كبريت الليثيوم والجرافين، لتحسين عمر البطارية.
تستخدم معظم شركات الهواتف الذكية هذا العام بطاريات مصنوعة من السيليكون والكربون، والتي توفر كثافة طاقة أعلى وشحنًا أسرع مقارنة ببطاريات الليثيوم أيون التقليدية.
المصدر
Source link