طريقة مبتكرة لجعل البطاريات أرخص وأكثر كفاءة
تاريخ النشر: 5th, May 2024 GMT
وجد فريق من العلماء طريقة جديدة لجعل البطاريات أرخص وأكثر كفاءة باستخدام كميات صغيرة من العناصر المنشطة المتوفرة على نطاق واسع، مثل الألومنيوم والسيليكون، وفق روسيا اليوم.
ويعتمد العالم أجمع بشكل كبير على بطاريات الليثيوم أيون، المستخدمة في سياراتنا وهواتفنا المحمولة، وكذلك لتخزين الطاقة. ولكنها تعاني من مجموعة من المشاكل، بما في ذلك اعتمادها الكبير على الموارد النادرة والمكلفة.
لذا، يسعى العلماء لتوفير مواد أكثر كفاءة واستدامة في كاثودات البطارية، الجزء الذي تحدث فيه عمليات تبادل الإلكترونات المهمة، وحيث تحدث العديد من المشاكل.
وفي العام الماضي، أعلن العلماء أنهم عثروا على مادة جديدة للكاثود بكفاءة عالية، تعمل باستخدام تفاعلات الحديد والأكسجين. لكن شحن البطاريات وإعادة شحنها أدى إلى إنتاج الأكسجين.
والآن، يقول فريق البحث إن عملية "إضافة المنشطات" يمكن أن تتغلب على هذه المشكلة، بحيث تصبح التكنولوجيا الجديدة مفيدة.
وقال هيرواكي كوباياشي، من جامعة هوكايدو اليابانية: "وجدنا الآن أن قابلية التدوير يمكن تعزيزها بشكل كبير عن طريق إدخال كميات صغيرة من العناصر المتوفرة بكثرة، مثل الألومنيوم والسيليكون والفوسفور والكبريت في البنية البلورية للكاثود".
ويمكن لهذه لأفكار الجديدة أن تزيد من استقرار البطاريات بحيث تحتفظ بشحنتها بنسبة تصل إلى 90%.
وأضاف كوباياشي: "سنواصل تطوير هذه الأفكار الجديدة، على أمل تقديم مساهمة كبيرة في التقدم في تكنولوجيا البطاريات التي ستكون حاسمة إذا أردنا أن تحل الطاقة الكهربائية مكان استخدام الوقود الأحفوري على نطاق واسع".
نشر البحث بعنوان "نحو كاثودات بطاريات الليثيوم أيون عالية الطاقة والفعالة من حيث التكلفة" في مجلة ACS Materials Letters.
المصدر: بوابة الوفد
إقرأ أيضاً:
موارد عمان يطلق أبحاثًا مبتكرة لاكتشاف النباتات الغذائية والعلاجية
"عمان": يقوم فريق متخصص من مركز عمان للموارد الوراثية الحيوانية والنباتية (موارد) التابع لوزارة التعليم العالي والبحث العلمي والابتكار بتنفيذ مهام سنوية لجمع عينات نباتية من مختلف محافظات سلطنة عمان، وعلى الرغم من التحديات الكبيرة التي تواجه هذا العمل من حيث صعوبته وخطورته والوقت والجهد الذي يتطلبه، فإن المركز يواصل هذه الجهود لتلبية ستة أهداف رئيسية تهدف إلى تعزيز الحفاظ على التنوع البيولوجي، ودراسة التكيف مع الظروف البيئية المتغيرة، وتحقيق الاستخدام الزراعي والاقتصادي المستدام، والاستجابة للطوارئ البيئية، بالإضافة إلى دعم البحث العلمي والحفاظ على التراث الزراعي والثقافي.
تشمل أولويات مركز "موارد" الحفاظ على النباتات المهددة بالانقراض في سلطنة عمان، نتيجة للتغيرات المناخية أو الأنشطة البشرية. إذ يساعد جمع بذور هذه النباتات على ضمان بقائها وتوفير فرصة لاستزراعها في المستقبل. ومنذ بداية مشروع جمع العينات في عام 2018، حقق المركز إنجازات ملحوظة، حيث نفذ 81 مهمة جمع، وزار231 موقعًا مختلفًا في 50 ولاية، وسجل 352 نوعًا من النباتات البرية. كما تمكن الفريق من جمع 174 مجموعة بذرية، منها 18 مجموعة مهددة بالانقراض، تم إدراجها في القائمة الحمراء للاتحاد الدولي لصون الطبيعة.
إنجازات ملموسة
خلال السنوات السبع الماضية، تمكن المركز من إدخال بيانات 883 مدخلًا في قاعدة بيانات النباتات البرية، وجارٍ إدخال هذه البيانات في منصة معلومات الموارد الوراثية النباتية. بالإضافة إلى ذلك، تم تسجيل 17.623 قراءة للموارد الوراثية النباتية المستهدفة، ما يعكس الجهود المبذولة في تعزيز فهم التنوع البيولوجي المحلي وحمايته.
تستمر هذه المبادرة في دعم جهود سلطنة عمان لتحقيق التوازن بين الحفاظ على البيئة وتعزيز الموارد الطبيعية، مع الاهتمام المستمر بالحفاظ على التراث الزراعي والثقافي.
الظروف المتغيرة
تتعرض النباتات في سلطنة عمان لظروف مناخية قاسية، مثل الجفاف وارتفاع درجات الحرارة، بالإضافة إلى الأنواء المناخية الاستثنائية التي شهدتها البلاد في الآونة الأخيرة. ومن خلال جمع بذور هذه النباتات، يقوم الباحثون بدراسة خصائصها الوراثية التي تمكّنها من التكيف مع هذه التغيرات البيئية. تساهم هذه المجموعات المدخلة في قاعدة بيانات النباتات البرية في تعزيز التكيف المستدام مع الظروف البيئية المتغيرة، مما يتيح لها البقاء والنمو في بيئات قاسية.
الاستخدام الزراعي والاقتصادي
تسعى سلطنة عمان إلى الاستفادة من النباتات المحلية في العديد من المجالات الزراعية والصناعية، من خلال جمع وحفظ بذورها بهدف تأمين موارد غذائية وطبية واقتصادية مستدامة. كما تعمل على تعزيز استدامة الموارد الطبيعية عبر استزراع النباتات العمانية. وتستهدف مسودة اتفاقية مستقبلية مع شركة تنمية نخيل عمان استزراع بعض النباتات لاستخلاص الزيوت والعناصر القابلة للاستخدام الصناعي، مما يسهم في تعزيز الاستخدام الاقتصادي لهذه النباتات ويعود بالنفع على الاقتصاد الوطني.
الاستجابة للطوارئ البيئية
في حالات الطوارئ البيئية أو الكوارث الطبيعية، يلعب حفظ بذور النباتات دورًا حاسمًا في استعادة الأنواع النباتية المهددة بالانقراض. مع تسجيل 17.623 قراءة للموارد الوراثية النباتية المستهدفة، توفر هذه البيانات إمكانيات استجابة سريعة وفعّالة لاستعادة النباتات في حالات الطوارئ البيئية، مما يعزز قدرة السلطنة على مواجهة التغيرات البيئية المفاجئة وحماية التنوع البيولوجي المحلي.
البحث العلمي
يعد جمع بذور النباتات المحلية المخزنة من الركائز الأساسية للبحث العلمي المستمر في سلطنة عمان، حيث يوفر للمختصين مادة غنية لدراسة خصائص النباتات الوراثية واستخداماتها في مشاريع الاستدامة وتحسين الأنواع الزراعية. كما يسهم هذا البحث في إيجاد حلول مبتكرة للموارد الوراثية النباتية المحلية المستهدفة، مما يعزز من أهمية هذه النباتات في مستقبل الأمن الغذائي والعلاجي.
على سبيل المثال، نشر الفريق البحثي في مركز عمان للموارد الوراثية الحيوانية والنباتية ورقة علمية حول "استكشاف الإمكانات الغذائية والعلاجية لشجرة الشوع في سلطنة عمان". كما شارك المركز في نشر عدد من الأوراق العلمية الأخرى في مجلات علمية محكمة، مثل ورقة حول استكشاف شجرة العفة البرية (كف مريم، سليخة، زليخة) Vitex agnus-castus L للاستخدامات الصيدلانية، وورقة عن إمكانات نبات البيذمان Boiss Salvia macilenta كمكمل غذائي في عمان، بالإضافة إلى ورقة أخرى حول إمكانات شجرة الشوع peregrina (Forssk) Fiori من الناحية الغذائية والعلاجية. كما تم نشر دراسة عن الخزامى البري (غزغاز) Lavandula subnuda وتركيبها الكيميائي بهدف دراسة استخدامها في التطبيقات الطبية والعطرية.
الحفاظ على التراث
تعتبر بعض النباتات في سلطنة عمان جزءًا لا يتجزأ من التراث الزراعي والثقافي للبلاد، حيث تعد العديد من هذه النباتات فريدة من نوعها ولا توجد في أي مكان آخر في العالم. لذلك، يسعى مركز عمان للموارد الوراثية من خلال جمع وحفظ بذور هذه النباتات إلى الحفاظ على الهُوية الثقافية العمانية. وفي إطار هذه الجهود، يتم تنظيم محاضرات علمية وزيارات ميدانية للمدارس والجامعات لزيادة الوعي حول قيمة هذه النباتات في المجتمع العماني. كما تم تنظيم لقاءات إذاعية وتلفزيونية بالإضافة إلى نشر مقالات في الصحف المحلية لتعريف الجمهور بالمشروع وأهمية الموارد الوراثية النباتية في سلطنة عمان. وقد شارك ممثلو المشروع في تعليم الطلاب عبر الزيارات المباشرة في المناسبات العلمية، كما قدموا محاضرات لطلبة جامعة السلطان قابوس وجامعة نزوى وكلية صحم المهنية.
رؤية المركز المستقبلية
وفي هذا السياق، قال الدكتور محمد بن ناصر اليحيائي، مدير مركز عمان للموارد الوراثية الحيوانية والنباتية: "العالم من حولنا يتغير بشكل سريع، وهذه التغيرات نتيجة للأنشطة البشرية غير المستدامة التي أثرت وتستمر في التأثير على البيئات الطبيعية وكل الكائنات الحية التي تشكل أساس غذائنا ودوائنا ورفاهيتنا، وبالتالي هي مصدر لبقائنا. لذا، نحن في المركز نقوم بالتعاون مع المؤسسات الوطنية المعنية بحفظ الموارد الوراثية المهددة أو المهمشة، والتوعية بأهمية الحفاظ عليها".
وأضاف اليحيائي: "إذا فقدنا أي كائن حي، سواء بسبب التغيرات المناخية أو التوسع العمراني، فإننا نفقد فرصًا علمية واقتصادية وجمالية لا يمكن تعويضها. كما أن فقدان أي كائن حي يؤثر على النظام البيئي المتوازن الذي تعتمد عليه الطبيعة. ونحن جزء من هذا النظام، وبالتالي فإن أي ضرر يصيب الطبيعة ينعكس في النهاية علينا".
وأكد أن النباتات العمانية تعد موارد وراثية قيمة استخدمها الإنسان عبر العصور، وأن الباحثين في المركز يمتلكون العديد من الأسباب لجمع وحفظ هذه النباتات ودراسة خصائصها لاكتشاف الفرص الاستثمارية الكامنة فيها.
غضب يمني عارم إزاء استهداف الأعيان المدنية