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 المفقودة̶
تاريخ النشر: 11th, November 2023 GMT
روسيا – دخلت نبتة الميسكانثوس على خط الانتاج في القطاع الزراعي في روسيا لاستخدامها لاحقا في صناعة الوقود الحيوي وإنتاج السليلوز
وقد قام المزارعون الروس بزراعة صنف جديد منه يسمى “سورانوفسكي” سيمكنّهم لاحقا من الحصول على السليلوز عالي الجودة. ويعتبر هذا الصنف من نبات الميسكانثوس أكثر ملائمة للتربة الروسية ويمكن زراعته حتى في المستنقعات.
صرحت بذلك عالمة الأحياء الروسية سفيتلانا كابوستيانشيك في حديث أدلت به لصحيفة Gazeta.Ru الإلكترونية الروسية.
وقالت:” يمكننا زراعته في مناطق لا تستخدم عادة لزراعة محاصيل الحبوب. وهي مناطق المستنقعات وغيرها من الأراضي غير الصالحة للزراعة”.
وأشار العلماء الروس إلى أنه يمكن استخدام المواد الخام من نبات الميسكانثوس للتغليف وصناعة ألياف الكربون والمنسوجات. ويحتوي النبات على العديد من المواد المفيدة للصناعة، ويتكيف تماما مع الظروف الطبيعية في مناطق مختلفة من روسيا.
وقالت القناة التلفزيونية الروسية الخامسة إن روسيا تخطط في الوقت الحالي لإنتاج حوالي عشرة آلاف طن من منتجات الميسكانثوس، ويعتبر العلماء أنه يمكن الحصول في هكتار واحد من المزارع على حوالي أربعة أطنان من السليلوز لاستخدامها كمواد خام في مختلف المجالات.
يذكر أن الميسكانثوس هو نبات عشبي يمكن استخدامه لإنتاج السليلوز.ويصل عمره الافتراضي إلى 30 عاما، وغالبا ما يزرع الميسكانثوس في آسيا وأفريقيا وأستراليا. في روسيا ينمو الميسكانثوس في جنوب إقليم بريمورسكي بأقصى شرق البلاد.
من نبات واحد يمكن الحصول على حوالي كيلوغرام من الكتلة الحيوية، ومحصول هكتار واحد هو ما يصل إلى 22 طنا. وتحتوي هذه الكتلة الحيوية على حوالي 44 % من السليلوز. ويمكن استخدامه كذلك لإنتاج الوقود الحيوي، ووحدات البناء خفيفة الوزن، وأنواع مختلفة من العبوات القابلة للتحلل.
وغالبا ما يستخدم الميسكانثوس أيضا لأغراض الديكور. وعلى سبيل المثال، تتم زراعته على طول الخط الساحلي للأنهار والبحيرات.
ولاحظ الخبراء أن الميسكانثوس، على عكس النباتات الأخرى، يحتفظ بالقدرة على التمثيل الضوئي عالي الإنتاجية في ظل ظروف موسم النمو القصير والبارد في روسيا، ودرس العلماء بالإضافة إلى ذلك ما إذا كانت الأصناف النباتية قادرة على النمو في سيبيريا والشرق الأقصى. وحسب الخبراء، فإن صنف “سورانوفسكي” قادر على “الشعور بالراحة في المناخ الروسي وإنتاج محصول سنوي من كتلة النباتات الجافة للمواد القيمة للصناعة”.
المصدر: gazeta.ru
المصدر: صحيفة المرصد الليبية
كلمات دلالية: بطاریات اللیثیوم
إقرأ أيضاً:
علماء يكتشفون مادة غريبة تخالف قوانين الفيزياء المعروفة
اكتشف فريق بقيادة معهد بريتزكر للهندسة الجزيئية بجامعة شيكاغو مواد تخالف القواعد التقليدية للفيزياء الحرارية والميكانيكية، إذ تتقلص عند تسخينها وتتمدد تحت الضغط، في ما يشير إلى بنية داخلية غير تقليدية، الأمر الذي يمثل تقدمًا كبيرًا في العلوم الأساسية.
وبحسب الدراسة المنشورة في دورية نيتشر، فقد استخدم الباحثون أجهزة تحكم دقيقة في درجات الحرارة والضغط مثل "الخلايا الماسية"، مع تقنيات تصوير دقيقة لملاحظة التغيرات الطورية والحرارية معًا لهذه المادة.
وقد وجد الفريق أن الأنوية البلورية الداخلية تتفاعل بطريقة تجعل الذرات تتحرك وتعيد ترتيبها عند التغير في درجة الحرارة أو الضغط، مؤدية إلى هذا السلوك غير المتوقع.
وتنضم هذه المادة المكتشفة حديثا إلى فئة المواد شبه المستقرة، وهي مواد توجد في حالة مؤقتة من التوازن، أي إنها ليست في أقل حالة طاقة ممكنة (الحالة المستقرة)، لكنها تبقى في هذه الحالة مدة طويلة من دون أن تتغير من تلقاء نفسها، ويمكن أن تعود إلى حالتها المستقرة فقط إذا تم تحفيزها بعامل خارجي (مثل الحرارة أو الضغط أو الإشعاع).
ويعد الألماس مثالا على هذه المواد، فهو شكل من الكربون غير مستقر، بينما الشكل المستقر للكربون هو الغرافيت، ولكن الألماس قد يبقى آلاف السنين من دون أن يتحول تلقائيا إلى شكله المستقر، ويحتاج إلى درجات حرارة وضغوط عالية ليتحول.
إعلانولفهم حالة عدم الاستقرار، تخيّل كرة على تل منحدر، الكرة غير مستقرة في أعلى التل ومتأهبة للسقوط فورا، وما إن تتركها بيديك حتى تتدحرج إلى أسفل كي تستقر وتقف.
حالة "شبه الاستقرار" تقع بين الحالتين (أعلى التل وأسفل التل)، فهي في هذه الحالة تمثل كرة قرب قمة التل، لكنها مختبئة في تجويف.
أما المادة الجديدة، فإنها تمتلك سمة خاصة جدا من هذه المواد وهي التمدد الحراري السلبي.
التمدد الحراري هو ظاهرة معروفة، فعند تسخين المواد تتمدد ويكبر حجمها لأن الجزيئات تتحرك بسرعة وتبتعد عن بعضها، لكن في التمدد الحراري السلبي يحدث العكس إذ تنكمش المادة عند التسخين!
هذا يبدو غير بديهي لكنه حقيقي، وله أسباب عديدة منها الحركة غير التقليدية للذرات، ففي بعض المواد لا تتحرك الذرات للأمام والخلف فقط، بل تتحرك بزاوية، أو بشكل شبكي يضغط على التركيب بدل أن يوسعه.
ويمكن أن تهتز الذرات بشكل يجعلها "تسحب" الجيران نحو الداخل عند التسخين، إلى جانب ذلك تمتلك تلك المواد تركيبا بلوريا مفتوحا ومرنا (مثل الأقفاص)، بحيث يُمكن أن تُطوى أو تُقفل عند تسخينها.
تطبيقات واسعةوبحسب الدراسة، يمكن لهذه المواد أن تُحدث ثورة في تكنولوجيا البطاريات من خلال استعادة بطاريات السيارات الكهربائية القديمة إلى أداء يُشبه الجديد. فبعد سنوات من القيادة فإن السيارة الكهربائية التي من المفترض أن تقطع مسافة 600 كيلومتر بشحنة واحدة، ستضعف ويصبح أقصاها بين 300 و450 كيلومتر، ولكن مع دفع المواد إلى حالتها المستقرة، يمكن استعادة المسافة القصوى إلى الحالة نفسها عندما كانت السيارات جديدة.
ويمكن أن تسهم هذه المواد كذلك في تطوير بطاريات جديدة ذات طاقة نوعية أعلى، وتمكين تطبيقات مستقبلية مثل البطاريات الهيكلية.
إعلانوتمثل البطاريات الهيكلية مزيجا مبتكرا بين العمل كبطارية من ناحية كيميائية، والعمل كجزء من البنية الإنشائية من ناحية هندسية، فتخزن الطاقة مثل البطاريات التقليدية، لكنها تحمل الأحمال الهيكلية مثل الهياكل الصلبة (الهيكل الخارجي للطائرة، جسم السيارة… إلخ).
"العالم الإسلامي" تثمّن توجيه خادم الحرمين بتوفير احتياجات حجاج إيران