ثورة في تصنيع البطاريات

أعلن فريق من علماء جامعة بطرسبورغ الروسية عن تطوير تقنية جديدة لتصنيع بطاريات من بوليمر موصل للتيار الكهربائي، معزز بجزيئات الهيدروكينون، توفر خصائص أداء مماثلة لبطاريات الليثيوم أيون المستخدمة على نطاق واسع في الأجهزة الذكية.
وأوضح الباحثون أن المادة الجديدة تتيح سعة تخزين تتراوح بين 85 و112 مللي أمبير/‏‏ ساعة لكل غرام، مع كفاءة في الشحن والتفريغ تصل إلى 99 بالمائة، ما يضاهي أداء البطاريات التقليدية، مع إمكانات نظرية تتجاوز 200 مللي أمبير/‏‏ساعة.
وقال البروفيسور أوليغ ليفين، من قسم الكيمياء الكهربائية بالجامعة، إن التقنية تعتمد على استغلال جزيئات الهيدروكينون كـ«مراكمات شحنة» داخل البوليمر، مشيرا إلى أن هذه البطاريات قد تمهد الطريق لحلول أكثر أمانا واستدامة في مجالات تخزين الطاقة.

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

جريدة الوطن

منذ 2 أيام

• جريدة الوطن

ثورة في تصنيع البطاريات

أعلن فريق من علماء جامعة بطرسبورغ الروسية عن تطوير تقنية جديدة لتصنيع بطاريات من بوليمر موصل للتيار الكهربائي، معزز بجزيئات الهيدروكينون، توفر خصائص أداء مماثلة لبطاريات الليثيوم أيون المستخدمة على نطاق واسع في الأجهزة الذكية. وأوضح الباحثون أن المادة الجديدة تتيح سعة تخزين تتراوح بين 85 و112 مللي أمبير/‏‏ ساعة لكل غرام، مع كفاءة في الشحن والتفريغ تصل إلى 99 بالمائة، ما يضاهي أداء البطاريات التقليدية، مع إمكانات نظرية تتجاوز 200 مللي أمبير/‏‏ساعة. وقال البروفيسور أوليغ ليفين، من قسم الكيمياء الكهربائية بالجامعة، إن التقنية تعتمد على استغلال جزيئات الهيدروكينون كـ«مراكمات شحنة» داخل البوليمر، مشيرا إلى أن هذه البطاريات قد تمهد الطريق لحلول أكثر أمانا واستدامة في مجالات تخزين الطاقة.

الجزيرة

منذ 3 أيام

• الجزيرة

لأول مرة.. علماء يلتقطون صورة "للصوت الثاني"

إذا كنت تملك خزانا من مادة تعرف باسم "السائل الفائق"، وقمت بتسخين أحد طرفيه ليقترب من الغليان، فقد تلاحظ أمرا غريبا، إذ يبدأ الطرف الآخر في السخونة، رغم أن السائل يبدو ساكنا تماما، ثم تعود الحرارة إلى الطرف الأول في حركة متبادلة، وكأن الحرارة ترتد ذهابا وإيابا، بينما السائل لا يتحرك على الإطلاق. هذا النوع غير المعتاد من انتقال الحرارة، الذي حير العلماء لعقود منذ أن تنبأ به الفيزيائي لازلو تيزا عام 1938، لا يحدث في السوائل العادية، بل في حالات فيزيائية نادرة جدا، تعرف باسم "السوائل الفائقة"، حيث تتزاوج الذرات وتتحرك دون احتكاك تقريبا، مما يغير تماما الطريقة التي تنتقل بها الحرارة. من أمثلة هذه المواد، الهليوم-4 السائل، الذي يتحول إلى سائل فائق عند تبريده إلى أقل من 2.17 كلفن، والليثيوم-6 والصوديوم، وهي غازات ذرية يمكن تحويلها إلى الحالة الفائقة باستخدام تقنيات تبريد فائقة الدقة تعتمد على الليزر، وتجرى عادة في المختبرات المتخصصة. عندما تُبرد هذه المواد إلى درجات حرارة قريبة للغاية من الصفر المطلق (نحو سالب 273.15 درجة مئوية)، فإن سلوكها يتغير كليا، فالسائل الفائق يمكنه أن يتدفق دون أي مقاومة أو احتكاك، وإذا وضعته في أنبوب دائري، فسيظل يدور فيه إلى الأبد دون أن يتوقف، كما يمكنه تسلق جدران الحاوية والخروج منها دون أي قوة خارجية، وهو أمر مستحيل في السوائل العادية. أما الخاصية الأبرز، فهي أن الحرارة في هذه الحالة لا تنتقل عشوائيا، بل تسير على هيئة موجة، مثل الصوت تماما، وهذا ما يُعرف علميا باسم "الصوت الثاني" ، وهي ظاهرة لطالما حاول العلماء رصدها بصريا، لكن دون نجاح يذكر. ماذا فعل الباحثون؟ والمشكلة التي حالت دون ذلك تتمثل في أن الغازات فائقة البرودة لا تُصدر إشعاعا حراريا يمكن تتبعه بالأشعة تحت الحمراء، كما تفعل المواد العادية، ولهذا، طور باحثون من "معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا" طريقة جديدة تم الإعلان عنها في دورية "ساينس"، تعتمد على مراقبة ذبذبات الذرات، بدلا من حرارة الأشعة تحت الحمراء. وفي قلب مختبر بالغ البرودة، استخدم الفريق ذرات الليثيوم-6، ووجدوا أنه عندما تسخن هذه الذرات قليلا، تبدأ بالاهتزاز بترددات أعلى، وباستخدام موجات راديوية دقيقة، تمكن العلماء من "جعل الذرات تهتز" بطريقة واضحة يمكن تتبعها، وكأنها تومض تحت المجهر، كاشفة عن رحلتها الحرارية الفريدة. ولتقريب الصورة، يمكن تخيل أن كل ذرة تشبه وترا صغيرا في آلة موسيقية، وعندما تكون باردة، تهتز ببطء، وعندما تسخن، تهتز بسرعة، ومن خلال ضبط الموجات الراديوية على ترددات هذه الاهتزازات ذاتها، تمكن الباحثون من جعل الذرات "تعزف" بحرارة، مظهرة حركة الحرارة بشكل مرئي. وهذا الرنين مكن العلماء من تصوير حركة الحرارة داخل السائل الفائق إطارا تلو الآخر، كما لو كانوا يصورون فيلما بطيئا، لكنهم لم يروا الحرارة تتحرك بالطريقة التقليدية، بل على هيئة موجة صوتية ترتد بين الجدران، كما لو كانت الحرارة نفسها "تتحدث". تطبيقات عملية للاكتشاف ويقول البروفيسور مارتن زويرلاين، المشرف على الدراسة، في بيان أصدره معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "لأول مرة، يمكننا رؤية هذا الانتقال الحراري الغريب وتوثيقه صورة بصورة، فقد رأينا كيف تتحول المادة من سائل عادي إلى سائل فائق تُعامل فيه الحرارة كما لو كانت صوتا يرتد بين الجدران". ويضيف أن أهمية هذا الاكتشاف لا تقتصر على الجانب النظري، بل قد تفتح آفاقا جديدة لفهم سلوك أكثر الكيانات غرابة في الكون، مثل النجوم النيوترونية فائقة الكثافة، أو المواد الخارقة التي تنقل الكهرباء دون فقدان للطاقة، وهو الحلم الذي يسعى العلماء لتحقيقه منذ عقود من أجل ثورة في عالم الطاقة النظيفة". ويختم بالقول: "ما نرصده هنا في ذرات أخف من الهواء بمليون مرة، يشبه إلى حد كبير سلوك الإلكترونات في الموصلات فائقة التوصيل، أو حتى النيوترونات في قلب نجم نيوتروني، فلدينا الآن نافذة نادرة تسمح لنا بقياس سلوك الحرارة بدقة لم تكن ممكنة من قبل". وهكذا، فإن ما أنجزه هؤلاء الباحثون لا يعيد تعريف انتقال الحرارة فحسب، بل يفتح الباب لفهمها كظاهرة ديناميكية، نابضة، وربما كما يقول البعض، كـ"لغة خفية" تتردد داخل أعماق المادة.

الجزيرة

٠٣-٠٥-٢٠٢٥

• الجزيرة

ثروات تحت الصقيع.. غرينلاند ساحة جديدة للصراع الجيوسياسي العالمي

في أقصى شمال الأرض، تحوّلت غرينلاند من جزيرة نائية سكنها الصمت إلى مسرح تتقاطع فيه الجيولوجيا بالسياسة، والعزلة بالطموح، وسط أطماع دولية تتنازع على طبيعتها البكر وثرواتها الكامنة. وفي تحقيق خاص ضمن سلسلة تقارير قناة الجزيرة عن التنافس العالمي على المعادن النادرة، يصحبنا مراسل القناة محمد البقالي إلى قلب هذه الجزيرة النائية، ليكشف عن تفاصيل تُروى لأول مرة عن معادن دفينة تحت الجليد، تحوّلت إلى محور تنافس بين دول كبرى، على رأسها الولايات المتحدة والصين. وتتمثل هذه المعادن في الليثيوم والكوبالت واليورانيوم، التي تُعدّ اليوم القلب النابض لصناعات المستقبل، هي الوقود الجديد الذي يُشعل صراعات الجغرافيا السياسية. وفي حديثه للجزيرة، يتذكر البحّار "إريك بالو شيكوبسن" الحظة التي تحوّلت فيها حياته، حين دله الجيولوجيون على ترسّبات للذهب قرب مكان إقامته. وبدت له البداية أشبه بحلم وردي: "ظننت أنني سأصبح غنيا"، يقول وقد علت نبرته نغمة حسرة. لكنه، مثل غرينلاند، وقع في فخّ الوهم. اكتشف "شيكوبسن" الذهب بالفعل، لكنه أدرك أن مردوده لا يتجاوز دولارا واحدا في الساعة، فلم يكن الكنز كما تصوّره.. بل لعنة "حمى الذهب" التي قلبت سكينته إلى خوف وهوس. إعلان هذه القصة، رغم خصوصيتها، تتكرر بتفاصيل مختلفة على امتداد الجزيرة، فالاهتمام العالمي بغرينلاند لا يعود فقط إلى جمالها الطبيعي أو تاريخها الفايكنغي، بل إلى ما تُخفيه جبالها من معادن تُستخدم في صناعة السيارات الكهربائية، وتكنولوجيا الطاقة النظيفة، والأنظمة الدفاعية الحديثة. وهو ما يجعل السؤال الذي طرحه البقالي على كبير الجيولوجيين توماس في يوم عاصف بالغ الدلالة: ما الذي يجعل هذه المعادن نادرة؟ ولماذا تُثير كل هذا التنافس الدولي؟ أجاب توماس ببساطة العالم الواثق: "ليست الندرة في عددها، بل في صعوبة استخراجها، وفي الكلفة البيئية والسياسية لذلك". فالمعادن النادرة موجودة في أماكن متعددة حول العالم، لكن غرينلاند تملك ما هو أكثر من الكمية: تملك الجودة، والتنوّع، والأهم التوقيت الجيوسياسي المناسب. إلا أن تلك الثروة لا تخلو من التبعات، فبينما تطمح الحكومات الكبرى إلى مدّ نفوذها داخل الجزيرة، يخشى السكان المحليون أن تتحوّل أرضهم إلى ضحية جديدة لعالم لا يعرف سوى لغة المصالح. انقسام داخلي ويبدو أن موقف السكان الأصليين، الذين عاشوا لقرون على هامش هذه الثروات دون أن يتدخّلوا فيها، بدأ يشهد انقساما داخليا، فبينما يرى البعض في الاستثمارات الخارجية فرصة للنهضة الاقتصادية، يحذّر آخرون من كارثة بيئية وتهديد لهويتهم الثقافية. وقد اشتد هذا الجدل عندما أبدى الرئيس الأميركي دونالد ترامب رغبته العلنية في "شراء" غرينلاند من الدانمارك، وأثارت الفكرة دهشة العالم، لكنها لم تكن مجرّد نكتة سياسية. فالإدارة الأميركية آنذاك كانت مدفوعة برؤية إستراتيجية تنظر إلى غرينلاند كمفتاح لموارد نادرة، وكنقطة ارتكاز جيوسياسية في الشمال القطبي، حيث تتسابق الدول لبسط النفوذ في المناطق المتجمدة. ولا يكتمل المشهد دون الإشارة إلى الصين، التي دخلت بدورها على خط المنافسة، مقدّمة عروضا سخية للتنقيب والتعدين، لكن الجزيرة، التي تسعى للحفاظ على توازناتها الدقيقة، تجد نفسها محاصرة بين القوى الكبرى، في حين تنظر شعوبها إلى هذا الصراع بشيء من الريبة والأسى.