بطاريات الحالة الصلبة.. القفزة التقنية القادمة في الهواتف المحمولة؟
تاريخ النشر: 29th, April 2024 GMT
شهدت الهواتف المحمولة العديد من القفزات التقنية في السنوات الماضية، بداية من الاعتماد على معالجات أكثر قوة وقدرة على تنفيذ العمليات بشكل أسهل وأسرع كثيرا عن الماضي وحتى تطور عدسات الكاميرا وتقنيات التقاط الصور بها.
ورغم التطور الكبير الحادث في تقنيات الهواتف والذي شمل جميع جوانبها تقريبا لدرجة أن الهواتف المحمولة التي نمتلكها اليوم لا تشبه تلك التي استخدمناها منذ 10 سنوات، إلا أن هناك جانبا واحدا ظل متشابها بين هواتف الأمس واليوم، إذ تُركت البطاريات خارج سباق التطور ولم تحصل على تحديثات تواكب بقية مكونات الهاتف.
تنتمي بطاريات الهواتف الذكية في عصرنا الحالي إلى فئة بطاريات أيونات الليثيوم، وذلك نسبة إلى المواد الكيميائية السائلة الموجودة بها، ورغم غرابة هذا المفهوم، إلا أن بطاريات الهواتف تضم مكونات كيميائية سائلة تتيح لأيونات الليثيوم التحرك بين أقطاب البطارية من أجل توليد الطاقة ونقلها بين القطبين.
في الواقع، لا تستخدم بطاريات أيونات الليثيوم في الهواتف المحمولة فقط، بل يتسع مدى استخدامها ليشمل جميع الأجهزة المحمولة أو المتحركة التي تحتاج إلى الطاقة بداية من الساعات الذكية والسماعات اللاسلكية وحتى بطاريات السيارات الكهربائية ذات المدى الواسع، وذلك مع اختلاف حجم البطارية.
يمكن تتبع اللحظات الأولى لظهور بطاريات أيونات الليثيوم إلى عام 1970، عندما استطاع العالم الكيميائي جون جوديناف تحسين النموذج الأولي لبطاريات الليثيوم وجعلها مستقرة؛ ممهدا الطريق لاستخدامها بشكل تجاري حول العالم، ومن الجدير بذكره أن جوديناف حصل على جائزة نوبل في الكيمياء عام 2019 لتطويره هذه التقنية الثورية ليصبح أكبر فائز بجائزة نوبل في التاريخ، وذلك قبل أن توافيه المنيّة عن عمر يناهز 100 عام في يناير/كانون الثاني 2023.
ورغم أن الابتكار العلمي وراء بطاريات الليثيوم كان في عام 1970، إلا أن استخدامها التجاري تأخر حتى عام 1991، عندما استطاعت شركة "سوني" اليابانية بالتعاون مع شركة "يوشينو" تطوير النماذج الأولى لهذه البطاريات وإتاحتها بشكل تجاري حتى تتمكن جميع الشركات من استخدامها والاستفادة منها.
بالطبع، خلال تلك الأعوام شهدت بطاريات الليثيوم عدة تحسينات من أجل خفض حجمها ووزنها حتى يصبح من الممكن استخدامها بسهولة في الأجهزة الصغيرة مثل الساعات الذكية والسماعات الذكية وجعلها أكثر استقرارا لتحمل الصدمات وحالات الاستخدام السيئ، ولكنها في النهاية ظلت كما هي، تعتمد على سائل بداخلها من أجل نقل أيونات الليثيوم بين قطبي البطارية.
استطاعت بطاريات الليثيوم حتى يومنا هذا تلبية متطلبات القطاعات التقنية المختلفة بداية من الهواتف المحمولة والحواسيب المحمولة وحتى السيارات الكهربائية التي تسير لمئات الكيلومترات بشكل جيد حتى السنوات الماضية، ولكن مع تسارع التطور التقني في العديد من القطاعات، تزايدت المخاوف من عجز بطاريات الليثيوم على تلبية المتطلبات.
وكان الفضل في كشف قصور أداء بطاريات الليثيوم يعود للسيارات الكهربائية، إذ بزغت الحاجة إلى بطاريات قادرة على تزويد مكونات السيارة بالطاقة لفترة طويلة ومسافات كبيرة بدون النظر إلى حجم البطارية، كون السيارة تضم العديد من الأماكن التي تسع حمل بطاريات كبيرة.
ورغم إهمال عامل الحجم، عجزت بطاريات الليثيوم عن تلبية احتياجات السيارات الكهربائية، وتركت المصنعين عاجزين عن زيادة مدى السيارات الكهربائية بشكل واسع يلبي احتياجات المستخدمين ووصمت هذا القطاع بالتلف السريع في البطاريات وخطر الانفجار في أي وقت.
ولم يختلف الأمر كثيرا في قطاع الهواتف الذكية والمنتجات التقنية بشكل عام، إذ مثلت البطاريات واستهلاك الطاقة حاجزا يمنع الشركات من إضافة المزيد من المزايا إلى منتجاتها خوفا من استهلاك البطارية السريع، إذ كلما زادت المزايا في الهاتف، أصبح استهلاك البطارية أسرع.
ومن أجل التغلب على قصور أداء بطاريات الليثيوم، أوجد المصنعون حلولا عديدة مبتكرة، بداية من استخدام البطاريات الخارجية وما تعرف اصطلاحا بـ"بنوك الطاقة" (Powerbank)، وحتى تقديم حلول شحن سريع وشحن لاسلكي يجعل المستخدم يشحن هاتفه بدون الشعور بوجود أي قصور واضح في الاستخدام.
وبالطبع، لا يجب أن نهمل حالات الانفجار والتلف التي تحدث لبطاريات الليثيوم في حال استخدامها بشكل خاطئ، إذ تظل في النهاية سائلا كيميائيا مضغوطا في مساحة صغيرة يتعرض لتيارات كهربائية ودرجات حرارة مرتفعة.
انتشر في الآونة الأخيرة مفهوم بطاريات الحالة الصلبة بعد أن أعلنت "تويوتا" عن صفقة مع شركة تطوير بطاريات الحالة الصلبة وكيف تنوي استخدامها في جميع سياراتها الكهربائية المسبقة، كما لحقتها "بي إم دبليو" بعد استحواذها على شركة "سولد باور" (Solid Power) التي تعمل في القطاع ذاته ونيتها إطلاق 800 ألف سيارة تعتمد على هذه التقنية بحلول عام 2028، كما أن "سامسونج" أعلنت نيتها استخدام التقنية ذاتها في الهواتف والمنتجات المستقبلية الخاصة بها.
ورغم الصعود المفاجئ لهذا المفهوم، إلا أن التقنية التي تعتمد عليها بطاريات الحالة الصلبة ليست حديثة العهد، بل كانت موجودة منذ مطلع القرن الـ19 على يد مايكل فاراداي الذي قدم التقنية للمرة الأولى في صورتها البدائية.
من ناحية طريقة العمل، فإن بطاريات الحالة الصلبة لا تختلف كثيرا عن بطاريات الليثيوم، إذ تستند على الفكرة العلمية ذاتها بوجود أقطاب مختلفة الشحنة يتم فصلها عن بعضها البعض مع وجود مادة موصلة تعمل على نقل الشحنة بين القطبين.
الاختلاف الأبرز يكمن في حالة المادة الفاصلة بين القطبين، إذ تعتمد بطاريات أيونات الليثيوم على سائل الليثيوم لنقل الشحنة، بينما تعتمد بطاريات الحالة الصلبة على الليثيوم في حالته الصلبة، وهو ما يتيح للبطارية أن تحمل كثافة أعلى من الشحنة الكهربائية.
وبفضل التحول إلى الحالة الصلبة، فإن المخاطر الممزوجة مع بطاريات أيونات الليثيوم السائلة تقل تماما، إذ تظل أيونات الليثيوم الصلبة ثابتة في مختلف أوضاع الاستخدام، ومع غياب مخاطر الانفجارات أو الاحتراق، فإن الحاجة إلى أنظمة تبريد متطورة وحماية للبطارية تصبح أقل.
ناهيك عن أن بطاريات الحالة الصلبة قادرة على حمل الشحن الكهربائية بداخلها لفترة أطول وتخزين شحنات كهربائية أعلى من بطاريات أيونات الليثيوم السائلة، وهو ما ينتج عنه بطاريات ذات سعات أكبر دون الحاجة لزيادة حجم البطارية.
فوائد جمةالانتقال لاستخدام بطاريات الحالة الصلبة يعود بالنفع على مختلف القطاعات التي تحتاج إلى البطاريات، بداية من الهواتف المحمولة، التي يصبح صانعوها قادرين على إضافة العديد من المزايا في الهاتف بدون الخوف من البطارية.
إذ يستطيع المصنعون استخدام الفائض في الطاقة الكهربائية الموجود في بطاريات الحالة الصلبة في عدّة جوانب أبسطها جعل مدة استخدام الهاتف أطول وتقديم شاشات ذات سطوع أعلى مع معدلات تحديث أعلى، وهما من المزايا التي تقضي على عمر بطارية الهاتف.
كما يمكن خفض حجم ووزن البطاريات بشكل كبير، وهو ما يتيح حرية إضافية للشركات المصنعة في تصميم الهاتف، لذلك قد نرى هواتف أصغر في حجم الهيكل أو أخف وزنا وأنحف من الوضع الحالي، ناهيك عن الاستخدامات العديدة في قطاع الساعات الذكية والأجهزة القابلة للارتداء بشكل عام.
وأما في قطاع السيارات، فإن هذا يعني بطاريات ذات مدى أكبر وخطورة أقل، إذ تنخفض مخاطر الانفجارات والحرائق التي تعاني منها السيارات الكهربائية، كما يمكن خفض حجم البطارية دون التأثير على مداها، وهو ما يمهد الطريق أمام سيارات كهربائية أكثر قوة وسرعة.
وفي الوقت الحالي، تعمل عدة شركات على تطوير بطاريات الحالة الصلبة آملة في تحقيق السبق في هذا القطاع، ولكن حتى الآن، لم تستطع أيّ شركة تقديم قفزة حقيقية تتيح استخدام بطاريات الحالة الصلبة بشكل مكثف في أجهزتها.
إذ تظل تكلفة صنع بطاريات الحالة الصلبة مرتفعة، وهو السبب الرئيسي لعدم استخدامها بكثرة في الأجهزة التقنية، كونها تستخدم بالفعل في بعض الأجهزة الطبية باهظة الثمن، وحتى تصبح صناعتها أقل تكلفة وتقترب من بطاريات أيونات الليثيوم السائلة، فإننا قد لا نراها منتشرة.
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: ترجمات حريات بطاریات الحالة الصلبة السیارات الکهربائیة الهواتف المحمولة بطاریات اللیثیوم العدید من بدایة من إلا أن من أجل وهو ما
إقرأ أيضاً:
ترامب يربك أوروبا.. أوكرانيا ليست الحالة الوحيدة
إذا كان تحقيق تقدم في إنهاء الحرب في أوكرانيا يتطلب وحدة بين الحلفاء، فإن هذه الوحدة تبدو شبه معدومة في الوقت الحالي، كما تشير صحيفة "نيويورك تايمز" في تقرير تحليلي.
جولة من المحادثات الدبلوماسية هذا الأسبوع لم تساهم كثيراً في دفع عجلة الهدنة، ناهيك عن تحقيق السلام، بل كشفت عن حالة عدم الانسجام المتزايدة بين أوروبا والولايات المتحدة.
خلال اجتماعهم في باريس، شدد القادة الأوروبيون على أن أولويتهم تتمثل في ضمان أوكرانيا حرة وديمقراطية ومستقرة وقادرة على التصدي لأي عدوان روسي مستقبلي. وقال الرئيس الفرنسي إيمانويل ماكرون يوم الخميس: "يجب أن نضع أوكرانيا في أقوى موقف تفاوضي ممكن لتحقيق سلام ثابت ودائم."
كيف تواجه أوروبا ضغوط ترامب في أوكرانيا؟ - موقع 24رأى بيل إيموت، رئيس تحرير سابق لمجلة "إيكونوميست" البريطانية، أن الحرب في أوكرانيا باتت تحدياً حاسماً لأوروبا، حيث تختبر وحدتها وعزمها في مواجهة الديناميكيات العالمية المتغيرة.
في المقابل، تتجه إدارة ترامب نحو إنهاء الحرب المستمرة منذ 3 سنوات بسرعة، ولكن بشروط اقتصادية تصب في مصلحة الولايات المتحدة، بما في ذلك استعادة العلاقات مع روسيا، والحصول على تعويضات من أوكرانيا التي تُعتبر من قبل واشنطن غير ممتنة للدعم الأمريكي.
مسارات متباعدةنتيجة لهذا التباين، بدا الحلفاء – إن كان لا يزال بالإمكان وصفهم بذلك – كأنهم سفن تمر ببعضها في ظلمة الليل، حيث يتجه ترامب نحو مكافأة الرئيس الروسي فلاديمير بوتين على غزوه لأوكرانيا، بينما يتمسك الأوروبيون برفض هذه الفكرة تماماً، بحسب الصحيفة.
وفي خطوة تعكس هذا التباعد، تم التوصل إلى اتفاق أمريكي لوقف القتال في البحر الأسود خلال مفاوضات في الرياض، دون مشاركة أوروبية. ومع ذلك، سرعان ما أصبح من غير الواضح ما إذا كان سيتم تنفيذ الاتفاق قريباً، أو حتى تنفيذه على الإطلاق.
طرحت الولايات المتحدة والكرملين ثلاث صيغ مختلفة لشروط الاتفاق، لكن موسكو ربطت الالتزام به برفع العقوبات الاقتصادية، وهو أمر يتطلب موافقة أوروبية لكنه يواجه معارضة شديدة من العواصم الأوروبية.
وفي باريس، حيث اجتمع القادة الأوروبيون دون مشاركة أمريكية، نوقش إرسال "قوة ضمان" لدعم أي هدنة محتملة في أوكرانيا. لكن سرعان ما بدا أن "تحالف الراغبين" أشبه بتحالف المترددين، إذ لم يكن واضحاً أي الدول ستشارك أو أين سيتم نشر القوات. كما حذرت موسكو من أن ذلك قد يؤدي إلى مواجهة عسكرية مباشرة بين روسيا وحلف الناتو.
بعد الاجتماع، أعلن الرئيس الأوكراني فولوديمير زيلينسكي، الذي حضر المحادثات، قائلاً: "لن يمنح أحد أراضينا لبوتين. هذه هي مواقفنا المشتركة – على الأقل بين الحاضرين اليوم."
في المقابل، ترى الولايات المتحدة أن السلام دون تنازلات إقليمية من أوكرانيا أمر غير واقعي.
ارتباك أوروبي عميقالخلافات بين أوروبا وواشنطن تتجاوز مجرد أوكرانيا، حيث تعيش القارة حالة من الدوار السياسي، غير متأكدة مما إذا كان ترامب يعتبرها خصماً استراتيجياً وأيديولوجياً، وهو تحول قد يعيد تشكيل النظام العالمي، أم أنه فقط يريد منها أن تتحمل مسؤولية دفاعها الذاتي.
ترامب يعيد خلط أوراق اليمين المتشدد في أوروبا - موقع 24عندما اجتمع كبار القادة العسكريين لدول حلفاء أوكرانيا في لندن يوم 20 مارس (آذار) لمناقشة إمكانية تشكيل قوة لحفظ السلام، كان هناك غائب بارز: رئيس أركان الدفاع الإيطالي الجنرال لوتشيانو بورتولانو، الذي أوفد ممثلين أقل رتبة، في خطوة وصفتها مجلة "إيكونوميست" بأنها ذات دلالة.
يقول ميشيل دوكلو، المستشار الخاص في معهد مونتين بباريس: "إعادة تشكيل التحالف التي يريدها ترامب قد تبدو وكأنها نهايته."
لطالما كان حجر الأساس في التحالف عبر الأطلسي هو المادة الخامسة من ميثاق الناتو، التي تنص على أن أي هجوم مسلح ضد أحد أعضاء الحلف يُعد هجوماً ضد جميع الأعضاء، مما يستدعي الرد العسكري. لكن هذا الالتزام أصبح أكثر هشاشة مما كان عليه قبل بضعة أشهر فقط.
مخاوف من تخلي واشنطن عن أوروبالطالما اشتكى ترامب من أن الولايات المتحدة تنفق الكثير على أمن أوروبا، وتعهد بإجبار الدول الأوروبية على زيادة إنفاقها الدفاعي. ومع انتهاء الحرب الباردة، هدد بعدم الدفاع عن دول الناتو التي لا تدفع نصيبها، وهي تهديدات تصاعدت خلال ولايته الثانية.
Russian President Vladimir Putin suggested Ukraine be placed under a form of temporary administration to allow for new elections and the signature of key accords to reach a settlement in the war, Russian news agencies reported https://t.co/lSXPVWHIva pic.twitter.com/n0QgD8KGaF
— Reuters (@Reuters) March 28, 2025هذا الأمر أثار قلقاً واسعاً في أوروبا، حيث تستعد فرنسا الآن لتوزيع "دليل الصمود" على الأسر لمساعدتهم على الاستعداد لمختلف التهديدات، بما في ذلك احتمال نشوب صراع مسلح على الأراضي الفرنسية.
وفي خطوة أخرى، أعلن ماكرون عن خطة بقيمة 2.1 مليار دولار لتحديث قاعدة جوية وتجهيزها لاستقبال مقاتلات "رافال" القادرة على حمل صواريخ نووية تفوق سرعة الصوت.
تحولات في مواقف واشنطنتقول سيليا بلين، رئيسة مكتب المجلس الأوروبي للعلاقات الخارجية في باريس: "ما أصبح واضحاً بشكل متزايد هو أن فريق ترامب يرى في أوروبا حليفاً متطفلاً، بل ويعتبر ديمقراطياتها الليبرالية خصوماً سياسيين وأيديولوجيين."
هذا التحول يتناقض مع كل ما مثلته الولايات المتحدة لعقود، إذ يبدو أن إدارة ترامب لا تسعى فقط إلى تفكيك الاتحاد الأوروبي، الذي وصفه ترامب سابقاً بأنه أُنشئ لـ "الإضرار بالولايات المتحدة"، بل أيضاً إلى تمجيد الأنظمة القومية الاستبدادية مثل المجر.
وقد برزت هذه المشاعر في تسريب حديث لمحادثة بين مسؤولين أمريكيين كبار، حيث وصف وزير الدفاع الأمريكي بيت هيغسيث الدول الأوروبية بـ"الطفيليات المثيرة للشفقة" بسبب اعتمادها على الحماية الأمريكية.
هل تستطيع أوروبا الصمود؟يرى البعض في أوروبا أن إعادة التسلح وبناء قوة عسكرية مستقلة عن الولايات المتحدة قد يكون ممكناً على مدى خمس إلى عشر سنوات، رغم التحديات المالية والانقسامات السياسية. فإعادة التسلح الألماني، على سبيل المثال، من شأنه أن يعيد تشكيل وجه أوروبا بالكامل، وربما يدفع موسكو إلى إعادة تقييم موقفها.
ترامب: أوكرانيا "قد لا تنجو" من الحرب مع روسيا - موقع 24 أثار الرئيس الأمريكي دونالد ترامب جدلاً واسعاً، بعد تصريحات ألمح فيها إلى أن أوكرانيا قد لا تنجو من الحرب مع روسيا.
لكن ما يبدو غير وارد لدى الكثير من الأوروبيين هو التعامل مع الولايات المتحدة كخصم، سواء فيما يتعلق بالحرب في أوكرانيا أو في القضايا الجيوسياسية الأوسع، مثل الحد من نفوذ الأنظمة الاستبدادية في بكين وأنقرة.
يقول ستيفن والت، أستاذ العلاقات الدولية بجامعة هارفارد: "إدارة ترامب تتبع تكتيكاً مألوفاً نحو الحكم الاستبدادي: أولاً القضاء على استقلالية القضاء، ثم الجامعات، ثم الإعلام، ثم المحامين. لا توجد قاعدة لا يمكن لترامب تجاوزها."
محافظ بني سويف يؤدي صلاة عيد الفطر الميارك بساحة مسجد عمر بن عبدالعزيز