أهمية الأكسجين للحصول على بطاريات أسرع شحنا وأطول عمرا

أعلن باحثون أنهم تمكنوا من تحديد الدور المحوري الذي يؤديه الأكسجين في عمليتي تخزين الطاقة وإطلاقها داخل البطارية، بعدما كان يُعتقد لعقود أن دوره يقتصر على كونه عنصرا خاملا، فيما تتركز التفاعلات الأساسية في المعادن مثل النيكل والكوبالت والحديد ، واعتمد فريق البحث على نمذجة حاسوبية متقدمة وتجارب مخبرية أظهرت أن الأكسجين يشارك بفاعلية في عمليتي الشحن والتفريغ، وهو ما يفتح الباب أمام تصميم بطاريات ذات كفاءة أعلى وعمر تشغيلي أطول.

وقال الدكتور هريشيت بانيرجي، الفيزيائي النظري في جامعة دندي، إن الاعتماد المتزايد على تقنيات الطاقة المتجددة وأنظمة تخزين الطاقة، بدءا من الهواتف الذكية وصولا إلى السيارات الكهربائية، يجعل فهم الآليات الأساسية لعمل البطاريات أكثر أهمية من أي وقت مضى ، وأضاف أن هذا الاكتشاف يوفر فهما جديدا لكيفية عمل البطاريات على المستوى الذري، وهو ما قد يساعد في تجاوز أحد أكبر التحديات التي تواجه التقنيات الحالية، والمتمثل في محدودية فهم الأسباب الفيزيائية لتدهور البطاريات مع مرور الوقت.

وقارنت الدراسة بين نوعين رئيسيين من مواد الكاثود المستخدمة في بطاريات الليثيوم أيون، الفوسفات والأكاسيد الطبقية، وهما يدخلان في تصنيع بطاريات المركبات الكهربائية والأجهزة الإلكترونية المحمولة. (الكاثود هو القطب الموجب في بطاريات الليثيوم أيون أثناء تفريغها (أي عندما تزود الجهاز بالطاقة)، وهو أحد القطبين الرئيسيين في البطارية، إلى جانب الأنود (القطب السالب(.

وأظهرت النتائج أن الفوسفات تشهد مشاركة محدودة للأكسجين في التفاعلات، بينما كشفت الأكاسيد الطبقية عن مشاركة كبيرة للأكسجين من خلال استخلاص الإلكترونات منه، بما يؤكد دوره الأساسي في أداء البطارية ، ويرى الباحثون أن هذا الاكتشاف قد يساهم مستقبلا في تطوير بطاريات تشحن بسرعة أكبر، وتدوم لفترات أطول، وتتمتع بمستويات أعلى من الكفاءة والأمان.

ايرينى سمير

ايرينى سمير

محرر بالموقع الموحد للهيئة الوطنية للإعلام

أخبار ذات صلة

باحثون يطوّرون بطارية ممتدة لـــ"مئات" الأعوام
بطارية كمومية
الدماغ

المزيد من علوم وتكنولوجيا

جوجل تعيد تصميم "البحث عن الصور" بواجهة ذكية جديدة

أعلنت جوجل تحديثًا كبيرًا لواجهة الصفحة الرئيسية لخدمة "البحث عن الصور Google Images"، تزامنًا مع الذكرى الخامسة والعشرين لإطلاقها، إذ...

"أبل" و"إنتل" يوقعان صفقة تصنيع الرقائق بالولايات المتحدة

كشفت تقارير حديثة أن شركة "أبل" وافقت على التعاون مع "إنتل"، لتصنيع بعض رقائق أجهزتها داخل الولايات المتحدة، وذلك بعد...

علماء ينجحون في عزل "المركب الغامض" بمياه الشرب المعالجة

تمكن فريق من العلماء من تحديد مادة كيميائية غامضة تُعرف بـ"المادة الوهمية" تُلوث مياه الشرب منذ عقود، واكتشفوا أنها جديدة...

الذكاء الاصطناعي يستهلك كميات كبيرة من المياه والكهرباء

تعتمد أنظمة الذكاء الاصطناعي الحديثة على مراكز بيانات تضم آلاف المعالجات عالية الأداء التي تنتج كميات كبيرة من الحرارة أثناء...