بقوة جبارة.. علماء يبتكرون بطارية ليثيوم مرنة
تاريخ النشر: 16th, April 2025 GMT
نجح فريق من الباحثين بجامعة كاليفورنيا، بيركلي، في تطوير بطارية مرنة وآمنة تشبه الهلام، يمكنها تحمل الثني والقطع ، ما قد يمهد الطريق لثورة في عالم الأجهزة القابلة للارتداء والروبوتات اللينة.
نهاية لعهد البطاريات الصلبةتعبأ البطاريات الليثيوم أيونية التقليدية، التي تزود الهواتف الذكية والسيارات الكهربائية بالطاقة، عادة، داخل حاويات صلبة ومحكمة لمنع تسرب مكوناتها الكيميائية القابلة للاشتعال، ما يجعل استخدامها في الأجهزة المرنة محدودًا.
لكن البطارية الجديدة، التي طورها باحثون بقيادة البروفيسور ليويي لين من قسم الهندسة الميكانيكية بجامعة كاليفورنيا، تقدم بديلًا مرنًا وآمنًا، يعتمد على إلكتروليت هلامي مائي غير سام.
تمكنت هذه البطارية الهلامية من العمل بكفاءة حتى بعد تعريضها للثني بزاوية 180 درجة، أو طعنها بالإبر، أو حتى قطعها بشفرة حادة. والأكثر إثارة للإعجاب، أنها استعادت نحو 90% من طاقتها الأصلية بعد إعادة تجميعها وتسخينها، ما يشير إلى خاصية "الشفاء الذاتي".
كيف تم التغلب على قيود الهلاميات المائية؟عانت البطاريات السابقة التي استخدمت هلاميات مائية (Hydrogels) من مشكلتين أساسيتين، وهما عمر قصير للغاية، حيث لا يتجاوز بضع ساعات أو أيام، ونافذة استقرار كهربائي ضيقة، حيث يبدأ الماء في التحلل إلى هيدروجين وأكسجين عند 1.2 فولت فقط، مما يحد من جهد البطارية.
لحل هذه المعضلة، استخدم الباحثون بوليمر "زويتيريوني" (zwitterionic polymer) – وهو نوع يحتوي على شحنات موجبة وسالبة ، لربط جزيئات الماء بقوة داخل شبكة الهلام، ومنعها من التحلل حتى عند فولتية أعلى.
كما استخدموا ملح ليثيوم خالٍ من الفلور (لتجنب السمية) ومادة الأكريليك كعامل ربط.
بطارية قليلة الماء كثيرة الأمانفيما لم يغمر الباحثون الهلام بالماء كالمعتاد، بل تركوه يمتص رطوبة الهواء ليصل إلى نسبة مياه لا تتعدى 19%، مقارنةً بـ80% في الهلاميات التقليدية، وكانت النتيجة أن الهلاميات أصبحت مستقرة إلكترونيا وتعمل في رطوبة الغرفة العادية (50%)، وتولد طاقة عند 3.1 فولت تقريبًا – وهي قريبة من بطاريات الليثيوم التجارية – دون تحلل كبير للماء.
تطبيقات جديدة وتحديات قائمةبينما أظهرت البطارية الجديدة قدرة على العمل لأكثر من 500 دورة شحن كاملة، وهو رقم مشابه لما تصمَّم عليه بطاريات الهواتف الذكية، لكنها احتفظت بنحو 60% فقط من طاقتها الأصلية بعد هذه الدورات، مقارنةً بـ80% في البطاريات التجارية، ما يشير إلى وجود هامش للتحسين.
كما أن كثافة الطاقة لا تزال منخفضة، نحو عشر ما تقدمه البطاريات التقليدية. لكن البروفيسور لين يرى الأمر من منظور مختلف:"إذا استخدمنا هذه البطارية في سوار الساعة الذكية، مثلًا، يمكننا زيادة المساحة المخصصة للطاقة، ما قد يمد عمر البطارية من يوم واحد إلى أسبوع."
المصدر: صدى البلد
كلمات دلالية: بطارية السيارات الكهربائية المزيد
إقرأ أيضاً:
علماء: إنسان نياندرتال كانت لديه قدرات فنية
إسبانيا – أفادت قناة NBC أن فريقا إسبانيا اكتشف أقدم دليل فني معروف لإنسان نياندرتال حتى الآن، حيث عثروا على حجر منقوش عليه رسومات في أحد مواقع استيطان إنسان نياندرتال الأثرية.
كشف الباحثون عن تفاصيل مذهلة للرسم المكتشف، حيث وُجد منقوشا على حجر ذي انحناءات طبيعية تشكّل ملامح تشبه الوجه البشري. وفي مركز هذه “القطعة الفنية البدائية”، لاحظ الفريق وجود نقطة حمراء داكنة وضعت بدقة في موضع الأنف. وأظهر التحليل المخبري أن هذه النقطة صُممت باستخدام أصبع مغموس بالمغرة (صبغة أرضية طبيعية كانت شائعة في عصور ما قبل التاريخ)، وهو ما يستبعد أي احتمال لتشكلها بشكل عشوائي أو طبيعي.
وباستخدام تقنيات تحليل البصمات الدقيقة، استنتج الباحثون أن الفنان النياندرتالي كان على الأرجح ذكرا بالغا. ويفترض الفريق العلمي أن هذا الإنسان القديم قد لاحظ التشابه بين شكل الحجر والوجه البشري، مما ألهمه لإضافة لمسة فنية متعمدة تكمل التشابه. وقد وصف الخبراء هذه القطعة بأنها تمثل “أحد أقدم الأمثلة المعروفة على التجريد الفني والتعبير الرمزي في السجل الأثري”، مما يقدم دليلا جديدا على التطور المعرفي والمعقد لإنسان نياندرتال.
يقلب هذا الاكتشاف المفاهيم السائدة عن تاريخ الفن البشري رأسا على عقب، حيث يُفند الفرضية القائلة بأن الإنسان العاقل (Homo sapiens) كان أول من أبدع أعمالًا فنية. كما يشير إلى وجود قدرات تجريدية متطورة لدى إنسان نياندرتال، مما يدفعنا لإعادة تقييم التطور المعرفي للإنسان القديم.
في سياق متصل، كشفت بحوث أثرية حديثة النقاب عن أدوات عظمية يعود تاريخها إلى 1.5 مليون سنة، تم اكتشافها في الخامس من مارس الماضي. هذا الاكتشاف يؤخر زمن بداية استخدام الأدوات العظمية بمليون سنة عن التقديرات العلمية السابقة، مما يوسع آفاق فهمنا لتطور المهارات التقنية للإنسان البدائي.
المصدر: صحيفة “إزفيستيا”
برلماني يطالب بإجراء تعديل تشريعي شامل في قانون الضريبة على العقارات المبنية