اختراع جديد يسمح بشحن البطاريات خلال 5 دقائق
تاريخ النشر: 1st, February 2024 GMT
السومرية نيوز – علم وعالم
اكتشف فريق من العلماء اختراقات جديدة يمكن أن تتيح بطاريات يتم شحنها خلال دقائق معدودة.
وأتاحت الابتكارات الجديدة في كيمياء البطاريات وتصميماتها إمكانية شحن البطاريات خلال خمس دقائق، مع الحفاظ على استقرارها أثناء استخدامها على مدى فترة طويلة.
ووجد أحد المشاريع من جامعة كورنيل أن الإنديوم (مادة تستخدم في الغالب لإنشاء طبقات لشاشات العرض والألواح الشمسية) يمكن أن يسمح بشحن البطاريات بسرعة والحفاظ على تخزينها.
ويحتوي الإنديوم على تركيبة خاصة تسمح له بالشحن بسرعة، ولكن دون فقدان هذا الشحن.
وقال العلماء في ورقة بحثية بعنوان "الشحن السريع والتخزين طويل الأمد في بطاريات الليثيوم" نشرت في مجلة Joule، إن الاكتشاف الجديد يمكن أن يجعل البطاريات أصغر حجما وأكثر كفاءة، خاصة عند مقارنتها بالتقنيات الأخرى مثل الشحن المدمج في الطرق.
ومع ذلك، فقد لاحظوا أن هناك المزيد من العمل الذي يتعين القيام به: فالإنديوم ثقيل، لذلك قد يكون من الأفضل العثور على مادة أخرى لها بعض الخصائص نفسها ولكن بدون الوزن.
ويمكن لبطاريات الشحن السريع أن تحول مجموعة واسعة من الصناعات، بما في ذلك السيارات الكهربائية.
وقال ليندن آرتشر، أستاذ الهندسة وعميد كلية الهندسة بجامعة كورنيل، الذي أشرف على المشروع: "إذا كان بإمكانك شحن بطارية السيارة الكهربائية في خمس دقائق، فلن تحتاج إلى بطارية كبيرة بما يكفي لمسافة 300 ميل".
وعلى هذا النحو، يتم تنفيذ مجموعة واسعة من المشاريع لمحاولة تسريع عملية الشحن. وجاء البحث الجديد في الوقت نفسه الذي اكتشف فيه مهندسون من مختبر بروكهافن الوطني التابع لإدارة الطاقة الأمريكية، ابتكارا آخر يحسن بشكل كبير معدل شحن البطاريات.
ووجد الباحثون أن إضافة مركب يسمى "نترات مئوية" إلى جزء من البطارية يحسن بشكل كبير معدل شحن بطاريات معدن الليثيوم، مع السماح لها بالحفاظ على دورة حياة طويلة.
ويعد الفريق الذي يقف وراء هذا الإنجاز جزءا من اتحاد Battery500، وهو عبارة عن تعاون بين المعامل والجامعات التي تتطلع إلى إنشاء بطاريات ذات كثافة طاقة تبلغ 500 واط/ساعة لكل كيلوغرام - أي أكثر من ضعف ما هو متاح اليوم.
ولن يكون ذلك ممكنا باستخدام بطاريات الليثيوم أيون مثل تلك المستخدمة اليوم. وبدلا من ذلك، سيتعين على العلماء استخدام بطاريات معدن الليثيوم، التي تتمتع بكثافة طاقة أكبر بكثير، ولكنها تواجه مشاكل كبيرة بما في ذلك الاختيار الواضح بين الشحن السريع أو البطاريات القادرة على التمتع بعمر طويل.
نشر العمل الجديد على هذه البطاريات مؤخرا في مجلة Nature Communications.
المصدر: السومرية العراقية
إقرأ أيضاً:
الحرمان من النوم يسمح بتسلل الذكريات المزعجة إلى العقل
يعتقد الأطباء الآن أنهم يفهمون سبب عدم قدرة مرضى اضطراب ما بعد الصدمة، وغيرهم، على إبعاد الذكريات المزعجة، إذ يبدو أن الحرمان من النوم يتداخل مع القدرة على تقييد استرجاع الذكريات، التي يفضلون قمعها.
النوم الجيد يسمح بقمع الأفكار المتطفلة
وأظهرت فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي للدماغ، أن الذين حصلوا على قسط كافٍ من الراحة لديهم سيطرة أكبر على مناطق الدماغ التي تدير الذكريات.
وبحسب "هيلث داي"، يتمتع الأشخاص الذين حصلوا على قسط كافٍ من الراحة بقدر أكبر من التحكم في مناطق الدماغ التي تدير الذكريات.
وقال سكوت كيرني، أستاذ علم النفس المساعد بجامعة يورك في إنجلترا،: "هذا مهم حقاً لفهمنا لقضايا الصحة العقلية، حيث ثبت جيداً أن الذين يعانون من القلق أو الاكتئاب أو اضطراب ما بعد الصدمة، يعانون أيضاً من صعوبة في النوم".
وفي الدراسة، استخدم الباحثون التصوير بالرنين المغناطيسي لمراقبة نشاط الدماغ لدى 85 شخصاً سليماً، وحصل نصف المشاركين على ليلة نوم جيدة في مختبر النوم، بينما ظل النصف الآخر مستيقظاً طوال الليل.
الذكريات المتطفلةثم اختبر فريق البحث قدرة المشاركين على قمع الذكريات.
وقال كيرني: "أظهرنا سابقاً أن قدرة الدماغ على قمع مثل هذه الذكريات المتطفلة تعتمد على الحصول على نوم مريح".
"إن القمع هو وظيفة ذكية للغاية في الدماغ، لأنه يضعف جميع آثار الربط للذاكرة، وبالتالي يمنعنا من ربط جميع النقاط لاسترجاع الصورة الكاملة للتجربة عندما يتم تشغيلها بواسطة حافز خارجي".
وطُلب من المشاركين في الدراسة النظر إلى الوجوه التي رأوها سابقاً مقترنة بصور مشاهد. وكانت بعض المشاهد مزعجة، مثل صورة لحادث سيارة أو قتال.
وبالنسبة لكل وجه، طُلب منهم إما تذكر أو قمع المشهد المرتبط به.
ولاحظ الباحثون أن المشاركين الذين حصلوا على قسط جيد من الراحة وطُلب منهم قمع الذكرى كان لديهم نشاط أكبر في القشرة الجبهية الأمامية الظهرية اليمنى - وهي منطقة في الدماغ تتحكم في الأفكار والأفعال والعواطف - مقارنة بمن ظلوا مستيقظين طوال الليل.
وتظهر النتائج أن من حصلوا على نوم جيد كان لديهم أيضاً نشاط أقل في الحُصين، وهي منطقة تشارك في استرجاع الذاكرة، عندما طُلب منهم قمع ذكرى، وأن النوم الجيد يوفر للناس سيطرة أفضل على عمليات الدماغ التي تتحكم في استرجاع الذاكرة، ما يسمح بقمع الأفكار المتطفلة.
أوكرانيا ولاتفيا تبحثان تعزيز التعاون في إنتاج المسيرات