«كاوست» تبتكر حلاً بسيطًا يطيل عمر البطاريات المائية بأكثر من 10 أضعاف
وأكّدت الدراسة "أن إضافة أملاح منخفضة التكلفة؛ مثل كبريتات الزنك، يمكن أن تحل هذه المشكلة كما أنها تزيد من عمر البطارية بأكثر من 10 أضعاف عمرها الافتراضي، ويُعدّ المَصْعَد "الأنود"، مسرى كهربائي يمر خلاله التيار ضمن جهاز كهربائي ذي أقطاب، كأحد العوامل الحاسمة في تحديد عمر البطارية، سواء كانت مائية أم لا، إذ تحدث فيه التفاعلات الكيميائية المسؤولة عن توليد وتخزين الطاقة.
وخلُصت نتائج الدراسة إلى أن بعض التفاعلات الجانبية غير المرغوبة تؤدي إلى تدهوره، ما يقلل من عمر البطارية، حيث إن المياه الحرة -أي جزيئات الماء غير المرتبطة بقوة بجزيئات أخرى- تسهم في حدوث هذه التفاعلات الجانبية، بينما يقلل وجود كبريتات الزنك من كمية المياه الحرة داخل البطارية.
وأوضح رئيس مركز "كاوست" للتميّز في الطاقة المتجددة وتقنيات التخزين "CREST" قائد الفريق البحثي الدكتور حسام الشريف، أن نتائج الدراسة سلطت الضوء على أهمية بنية المياه في كيمياء البطاريات، وهي عامل رئيسي تم تجاهله في السابق؛ كونها تسمح بالتفاعل بسهولة مع المزيد من الجزيئات، ما يؤدي إلى تفاعلات غير مرغوبة تستهلك الطاقة وتتلف المَصْعَد، مشيرًا إلى أن الدراسة بينت أن أيونات الكبريتات تعمل بمثابة "لاصق للماء" يثبت الروابط بين جزيئات المياه الحرة، ويغير ديناميكيتها، ما يقلل عدد التفاعلات الجانبية الضارة، رغم أن الجزء الأكبر من التجارب أُجري على بطاريات تستخدم كبريتات الزنك، تشير نتائج أولية إلى أن التأثير نفسه يحدث مع مصاعد معدنية أخرى، ما يفتح المجال أمام استخدام أملاح الكبريتات حلًا عالميًا لزيادة عمر جميع البطاريات المائية القابلة لإعادة الشحن.
وقال الباحث في "كاوست" الدكتور يونبي زو، إن أملاح الكبريتات منخفضة التكلفة ومتوفرة على نطاق واسع ومستقرة كيميائيًا، مما يجعل حلّنا قابلًا للتطبيق علميًا واقتصاديًا، وتحظى البطاريات المائية باهتمام عالمي متزايد بصفته حلًا مستدامًا لتخزين الطاقة على نطاق واسع، ومن المتوقع أن يتجاوز حجم سوقها 10 مليارات دولار بحلول عام 2030.
وأضاف إنه على عكس بطاريات الليثيوم الشائعة في السيارات الكهربائية، تُعد البطاريات المائية خيارًا أكثر أمانًا وأقل بصمة بيئية لدمج مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية في شبكات الكهرباء، وهو هدف محوري في مسار تحول الطاقة في المملكة.
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
صحيفة مال
منذ 2 ساعات
- صحيفة مال
الذكاء الاصطناعي يكتشف بدائل واعدة لبطاريات الليثيوم
في خطوة علمية قد تعيد تشكيل مستقبل قطاع الطاقة، نجح باحثون من معهد نيوجيرسي للتقنية (NJIT) في استخدام الذكاء الاصطناعي لاكتشاف بدائل فعالة ومستدامة لبطاريات الليثيوم-أيون، التي تواجه تحديات في سلاسل الإمداد العالمية وقضايا تتعلق بالاستدامة. ووفقا لـ 'البوابة العربية' قد نُشرت نتائج هذا الإنجاز في مجلة (Cell Reports Physical Science)، وأظهر الفريق بقيادة البروفيسور ديباكار داتا، أن الذكاء الاصطناعي التوليدي يمكنه تسريع عملية اكتشاف مواد جديدة تمامًا، تُعدّ مثالية لاستخدامها في بطاريات الأيونات المتعددة التكافؤ. وتتميّز هذه البطاريات باستخدام عناصر متوفرة بكثرة مثل: المغنيسيوم، والكالسيوم، والألمنيوم، والزنك، مما يجعلها بديلًا اقتصاديًا وصديقًا للبيئة مقارنة ببطاريات الليثيوم الحالية. جوهر المشكلة.. تحديات بطاريات الليثيوم والحاجة إلى بدائل: تعتمد البنية التحتية للطاقة الحديثة بنحو كبير على بطاريات الليثيوم، لكنها تواجه تحديات متزايدة تتعلق بالاستدامة، وارتفاع التكلفة، ومحدودية الإمدادات العالمية لعنصر الليثيوم. ومن هنا، برزت بطاريات الأيونات المتعددة التكافؤ كبديل واعد، إذ تعتمد هذه البطاريات على عناصر متوفرة بكثرة في الطبيعة ورخيصة الثمن مثل: المغنيسيوم، والكالسيوم، والألمنيوم، والزنك. كما تتفوق هذه البطاريات في قدرتها على حمل شحنات كهربائية مضاعفة، فبينما يحمل أيون الليثيوم شحنة موجبة واحدة (1+)، تحمل أيونات العناصر المتعددة التكافؤ شحنتين (2+) وحتى ثلاث شحنات موجبة (3+). وتمنحها هذه الخاصية القدرة النظرية على تخزين طاقة أكبر بكثير ضمن الحجم نفسه، مما يجعلها حلًا مثاليًا لتطبيقات المستقبل التي تتطلب كثافة طاقة عالية. ومع ذلك تأتي هذه الميزة مع تحدٍ كبير، يكمن في أن حجم هذه الأيونات الكبير وشحنتها العالية يجعلان حركتها واستيعابها داخل المواد الصلبة للبطارية أمرًا صعبًا للغاية، مما يعوق تطويرها العملي لعقود. نهج الذكاء الاصطناعي المزدوج لتسريع الاكتشاف: للتغلب على هذه العقبة، طوّر فريق معهد نيوجيرسي للتقنية نهجًا مبتكرًا يعتمد على نظام ذكاء اصطناعي مزدوج، يشمل: نموذج الترميز التلقائي التبايني لانتشار البلورات (CDVAE): دُرب هذا النموذج على قواعد بيانات ضخمة تضم آلاف الهياكل البلورية المعروفة. وبناءً على هذه المعرفة، أصبح النموذج قادرًا على اقتراح هياكل بلورية جديدة تمامًا وغير مكتشفة سابقًا، مما فتح الباب أمام احتمالات لا حصر لها. دُرب هذا النموذج على قواعد بيانات ضخمة تضم آلاف الهياكل البلورية المعروفة. وبناءً على هذه المعرفة، أصبح النموذج قادرًا على اقتراح هياكل بلورية جديدة تمامًا وغير مكتشفة سابقًا، مما فتح الباب أمام احتمالات لا حصر لها. نموذج لغوي كبير (LLM) مُعدّل بدقة: ضُبط هذا النموذج بدقة للقيام بمهمة محددة، وهي تقييم الهياكل المقترحة من نموذج (CDVAE) السابق، والتركيز في تلك التي تتمتع بأعلى درجات الاستقرار الديناميكي الحراري، ويُعدّ هذا الاستقرار عاملًا حاسمًا؛ لأنه يحدد إمكانية تصنيع المادة فعليًا في المختبر. ومن خلال الجمع بين قدرة النموذج الأول على الإبداع وقدرة النموذج الثاني على التقييم الدقيق، تمكن الباحثون من تمحيص آلاف المواد المحتملة بسرعة غير مسبوقة، وهو ما كان سيتطلب ملايين الساعات من التجارب المخبرية التقليدية. نتائج استثنائية وآفاق مستقبلية: أثمر هذا النهج المتطور نتائج مذهلة، إذ أعلن الفريق اكتشاف خمسة هياكل جديدة تمامًا من أكاسيد الفلزات الانتقالية المسامية، وتتميز هذه المواد ببنية فريدة تحتوي على قنوات داخلية واسعة ومفتوحة، وهي بيئة مثالية للسماح للأيونات المتعددة التكافؤ الضخمة بالتحرك بسرعة وأمان، مما يحل المشكلة الأساسية التي كانت تعوق هذه التقنية. ولتبيُّن جدوى هذه الاكتشافات، تحقق الفريق من صحة الهياكل المقترحة باستخدام محاكاة ميكانيكا الكم واختبارات الاستقرار المتقدمة، التي أكدت أن هذه المواد ليست مستقرة نظريًا فحسب، بل يمكن تصنيعها عمليًا وتوظيفها في تطبيقات حقيقية. وقد أكد البروفيسور داتا، أن أهمية نهجهم القائم على الذكاء الاصطناعي تتجاوز اكتشاف مواد جديدة للبطاريات، فهو يضع منهجية سريعة وقابلة للتطوير لاستكشاف أي مواد متقدمة، سواء كانت للإلكترونيات أو الطاقة النظيفة، دون الحاجة إلى التجربة والخطأ المكثفين. ويخطط الفريق الآن للخطوة التالية، وهي التعاون مع مختبرات تجريبية متخصصة لتصنيع هذه المواد الجديدة واختبار أدائها الفعلي، مما يقربنا أكثر من أي وقت مضى من تحقيق حلم بطاريات الأيونات المتعددة التكافؤ القابلة للتطبيق تجاريًا. تكامل الذكاء الاصطناعي وعلوم المواد: يمثل هذا التقدم خطوة إستراتيجية نحو مستقبل أكثر استدامة وكفاءة في مجال تخزين الطاقة، بفضل التكامل المتزايد بين الذكاء الاصطناعي وعلوم المواد، ففي ظل تنامي الحاجة العالمية إلى بدائل نظيفة لبطاريات الليثيوم، فإن ما توصل إليه فريق معهد نيوجيرسي للتقنية (NJIT) قد يشكّل قفزة نوعية في هذا المجال، كما يؤكد هذا الاكتشاف الدور المحوري للذكاء الاصطناعي في تسريع الابتكارات العلمية، التي تعالج التحديات البيئية والاقتصادية الكبرى.
صحيفة سبق
منذ يوم واحد
- صحيفة سبق
مركز الملك سلمان العالمي يُطلق تقرير "بلسم" لنضج تقنيات الذكاء الاصطناعي للغة العربية
أطلق مجمع الملك سلمان العالمي للغة العربية، تقرير النصف الأول من عام 2025 لمؤشر نضج تقنيات الذكاء الاصطناعي للغة العربية "بلسم"، الذي يهدف إلى تقييم أداء النماذج اللغوية الضخمة (LLMs) في مهام معالجة اللغة الطبيعية، عبر منصة موحدة تُسهّل على المطورين والباحثين تحليل الأداء في مختلف المجالات اللغوية. وأكد الأمين العام للمجمع، الدكتور عبدالله بن صالح الوشمي، أن التقرير يُجسد التزام المجمع بدعم المحتوى العربي الرقمي، وتقديم أدوات موثوقة لتقييم وتحليل وتطوير أداء النماذج اللغوية بما يتماشى مع الخصائص الفريدة للغة العربية. وأضاف أن التقرير بُني وفق منهجية تقييم متقدمة، تجمع بين التحكيم البشري والتقييم الآلي عالي الدقة، ما يمنح المؤشر موثوقية تصل إلى 0.88% مقارنة بالتحكيم البشري. وقد شارك في إعداد التقرير عدد من الجهات المختصة، من بينها الهيئة السعودية للبيانات والذكاء الاصطناعي (سدايا)، وجامعات سعودية وعربية، ومعاهد بحثية وشركات متخصصة، أبرزها جامعة الملك سعود، جامعة محمد بن زايد للذكاء الاصطناعي، ومعهد قطر لبحوث الحوسبة. ويستعرض التقرير تقييمًا شاملًا لـ22 نموذجًا لغويًا بناءً على أكثر من 12 ألف سؤال تغطي 54 مهمة في 13 فئة لغوية، تشمل الترجمة، التلخيص، الفهم القرائي، الكتابة الإبداعية، البرمجة، والتصنيف. ويعد مؤشر "بلسم" أحد مشاريع المجمع الرامية إلى تمكين الحوسبة اللغوية بالعربية، ويمثل خطوة نحو تعزيز الابتكار التقني ودعم التحول الرقمي الوطني، من خلال تطوير معايير دقيقة تسهم في بناء تطبيقات موثوقة باللغة العربية.
سعورس
منذ يوم واحد
- سعورس
الذكاء الاصطناعي تهديد أم إضافة؟
لا ينافس الحديث عن الذكاء الاصطناعي حديث آخر خلال سنوات الماضية والمستقبل يحمل الكثير، هل يجب أن ننظر للذكاء الاصطناعي أنه إضافة للإنسان سواء اقتصادياً أو كقيمة مضافة في حياته وجودة حياته؟ أم ننظر أنه تهديد لا نعرف إلى أين سيذهب بنا في المستقبل ويصبح عبئاً على الإنسان، وأن اختراعه كما هي القنبلة الذرية التي أصبحت عبئاً على البشرية ولم تستخدم إلا مرتين في التاريخ وعبر عن ندمه "روبرت أوبنهايمر" الذي يعرف ب"أبو القنبلة الذرية" حين قال "سيدي الرئيس، أشعر أن يدي ملطخة بالدماء" بعد أن أُلقيت قنبلتا هيروشيما وناجازاكي، والعالم يخزن ترسانة نووية تكلفتها تطعم البشرية لو استثمر ما أنفق عليها. لا شك أن الذكاء الاصطناعي يعتبر اليوم ومستقبلاً مساراً مهماً ويسرع من الأعمال ويحسن الكفاءة خصوصاً في قطاع الصناعة وكما يقال "الذكاء الاصطناعي لن يتم استبدالك بالذكاء الاصطناعي بل سيستبدلك من يعرف كيف يستخدمه"، والخدمات المالية، والرعاية الصحية (أحد من أعرفهم أجريت له عملية زراعة كبد من خلال الروبوت بمستشفى الملك فيصل التخصصي بالرياض"، الذكاء الاصطناعي حسب تقرير PWC لعام 2023 قدر أن يضيف ما يقارب 15 تريليون دولار للاقتصاد العالمي (الاقتصاد الصيني يقارب 17 تريليون دولار)، الذكاء الاصطناعي يحفز على الابتكار والإبداع والسرعة والتسريع الاكتشافات العلمية، ويقدم حلولاً مستدامةً في الطاقة والزراعة والمناخ وتحسين الخدمات، الذكاء الاصطناعي أشبهه باختراع الهواتف الذكية، الذي قضى على الهاتف الثابت والفاكس والتلكس والكاميرات وغيرها، ولكنه أوجد صناعة وإضافة جديدة ضاعفت من خلاله الإنتاجية والعمل من خلال الهواتف الذكية، التي فتحت مساحة هائلة للتجارة الالكترونية في العالم، وتقديم حلول جبارة في التجارة والخدمات لا حصر لها . الذكاء الاصطناعي "نعمة" وليس نقمة يقول أيلون ماسك "أكبر تهديد للبشرية قد لا يكون الأسلحة النووية بل الذكاء الاصطناعي".. هذا يفترض حسن الاستخدام والعمل والتوجيه له وأين تتجه به وتوظيفه وأين تستخدم، نعم سيقضى على أعمال كثيرة، مثال موظفي خدمات العملاء، سائقي الشاحنات والتوصيل باعتبار سيكون هناك قيادة ذاتية، محللي البيانات التقليديين، وحتى الباحثين والمكتبات وغيرها، سيكون الذكاء الاصطناعي حاضراً، وسيقضي على وظائف يصعب حصرها، وسيولد أيضاً ضعفها متى أحسنا توظيفه، فالذكاء الاصطناعي يظل صناعة بشرية، والقرار يأتي من "الإنسان" وهو من سيوجه ذلك، وسيكون للدول الرائدة في هذا المجال الأسبقية والقوة الاقتصادية لها، وهذا ما نشهده من صراع أميركي صيني والدول الأوروبية، مع تقديرات أن 30 % من الوظائف الحالية ستكون محل نظر وإعادة. يقول سام التمان الرئيس التنفيذي لAI "إذا أردت أن تبقي السيطرة على الذكاء الاصطناعي، عليك أن تبدأ بتنظيمه قبل أن يصبح أذكى منك"، وأقول الإنسان هو من يصنع الشيء ويتوجس منه. هنا لقراءة الخبر من مصدره.
