طالما ساعدتنا بطاريات الليثيوم على تشغيل مئات الآلاف من الأجهزة الإلكترونية بكفاءة، ولكن الأمر كان دائمًا مقيدًا بحدود، إذ تكمن مشكلة بطاريات الليثيوم في أن مكوناتها الداخلية تتآكل بمرور الوقت مع تكرار مرات شحنها، مما يقلل قدرتها على تخزين الطاقة والاحتفاظ بها، كما أن حدود إعادة شحن بطاريات الليثيوم لا تتعدى الـ7 آلاف مرة، مما قد يضطر المستخدم إلى تغيير البطارية أو الجهاز الإلكتروني بأكمله.
وأثناء محاولة البحث عن بديل صلب لمادة الليثيوم، التي تدخل في تصنيع البطاريات، توصل فريق من الباحثين بجامعة "كاليفورنيا" الأمريكية فرع "إيرفين"، عن طريق الصدفة، إلى اكتشاف علمي بشأن كيفية صناعة بطاريات أطول عمرًا في المستقبل.
واستخدم الباحثون سلكًا رفيعًا، بتقنية "النانو"، مصنوعًا من الذهب المغلف بمادة ثاني أكسيد الماغنيسيوم، ومثبت داخل جسم مصنوع من مادة هلامية "جيل"، لاستبدال السائل داخل بطاريات الليثيوم التقليدية.
وتوصل الباحثون إلى أن مادة الجيل تتفاعل مع الأكاسيد المعدنية لتصنع غلافًا واقيًا حول السلك الرفيع، مما يحول دون تآكله، فعادةً ما تكون أسلاك "النانو" هشّة جدًا ولا يمكنها تحمل التفريغ وإعادة الشحن بشكل متكرر، لكن فريق جامعة "يو.سي إيرفين" قام بحل هذه المشكلة عبر تغليف أسلاك "النانو" الذهبية بطبقة من ثاني أكسيد الماغنيسيوم، ومن ثم وضعها في "الجيل" خاصة لتحسين عملها.
وعن الفائدة العملية، أوضح الباحثون أنهم شحنوا البطارية الجديدة نحو 200 ألف مرة خلال 3 أشهر، ولاحظوا أنها لم تفقد سوى 5% فقط من قدرتها.
ولفت فريق جامعة "كاليفورنيا" إلى أن اكتشافهم العلمي الجديد، الذي أعلنوا عنه الأسبوع الماضي، قد يؤدي إلى ابتكار بطاريات تعيش لـ400 مرة أكثر من البطاريات المستخدمة حاليًا.
لكن الاكتشاف الجديد قد يواجه بعض العقبات التقنية، فكمية الذهب الضئيلة المستخدمة في صناعة البطارية ستؤدي لارتفاع ثمنها، ولكن أحد الباحثين المشاركين في إعداد الدراسة، ويدعي ريجينالد بينر، أشار لإمكانية استخدام معدن آخر أرخص لتنفيذ البطارية الجديدة.
وتكمن أهمية الاكتشاف الجديد في إمكانية صناعة بطاريات لأجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف وحتى السيارات ومركبات الفضاء، بحيث تكون قابلة للاستخدام مدى الحياة، دون تراجع في الأداء أو السعة.
اضف تعليق