مثير للإعجاب

مهندسون يابانيون يطورون بطاريات ذاتية الإصلاح

مهندسون يابانيون يطورون بطاريات ذاتية الإصلاح

عندما يتعلق الأمر بالبطاريات التي تشغل الكثير من عالمنا اليوم ، فإن عنصرين لهما أهمية قصوى: طول عمرها وقدرتها. يعمل الباحثون باستمرار على تحسين كلا الجانبين.

سعة تخزين مخفضة

اليوم لدينا بطاريات ليثيوم أيون وصوديوم. على الرغم من أن كلاهما بطاريتان قويتان ، إلا أن دورات الشحن والاستخدام المتكررة يمكن أن تعبث بشكل كبير بطول العمر وتقليل سعة التخزين بمرور الوقت.

ذات صلة: هل يمكن للمكثفات الفائقة استبدال البطاريات في السيارات الكهربائية المستقبلية؟

الآن ، توصل المهندسون في جامعة طوكيو إلى طريقة لتجنب هذه المشكلة من خلال تصميم بطاريات ذاتية الإصلاح. ابتكر البروفيسور أتسو يامادا وفريقه ابتكارًا لا يطيل عمر البطاريات فحسب ، بل يمكنه أيضًا توفير سعات أعلى لها أيضًا.

تتكون البطاريات عادة من طبقات من المواد المعدنية. أثناء شحن البطاريات وتفريغها ، تبدأ هذه الطبقات في التدمير وتحدث تشققات تسمى عيوب التراص.

تقلل هذه العيوب من قدرة البطاريات على التخزين وتوصيل الشحن. السبب وراء هذا التدهور التراكم هو أن المادة متماسكة بقوة ضعيفة تسمى قوة فان دير فال.

يتم إحباط هذه القوة بسهولة من خلال الضغط على البطاريات أثناء الشحن والاستخدام. ومع ذلك ، تصور يامادا وزملاؤه مادة جديدة يمكنها تحمل هذا الضغط.

قوة فان دير فال

لقد أوضحوا أنه إذا كانت البطارية مصنوعة من مادة نموذجية - أكسيد طبقات أكسجين أكسجين (Na2RuO3) ، فإن التحلل الناتج عن دورات الشحن والتفريغ لا يتضاءل فحسب ، بل إن الطبقات تُصلح ذاتيًا بالفعل. وذلك لأن Na2RuO3 يتم تماسكه معًا بواسطة قوة تسمى الجذب الكولومبي ، وهي أقوى بكثير من قوة Van der Waals.

وقال يامادا: "هذا يعني أن البطاريات يمكن أن يكون لها فترات عمر أطول بكثير ، ولكن يمكن أيضًا دفعها إلى ما هو أبعد من المستويات التي تتلفها حاليًا". "زيادة كثافة الطاقة للبطاريات ذات أهمية قصوى لتحقيق النقل المكهرب."


شاهد الفيديو: حينما يبدعون بني البشر في اعمالهم لن تصدق النتيجة!! (شهر اكتوبر 2021).