بطاريات قابلة لإعادة الاستخدام

الرئيسية » إعلام ورقميات » بطاريات قابلة لإعادة الاستخدام

بطاريات قابلة لإعادة الاستخدام

يفكر الباحثون بتصميم الجيل المقبل من البطاريات.من الفيتامينات والأصداف الحلزونية البسيطة والأمعاء البشرية. ويستخدم النموذج الأولي من البطاريات هيكلاً موجوداً في بطانة الأمعاء الدقيقة.

ووجد الباحثون أن هذا الأمر يمنع تحلل البطارية مع مرور الوقت. ومثل هذه المشاريع تعتمد على أسلاك صغيرة من أكسيد الزنك الموجود في المطاط الاصطناعي المشتق من البترول.

ووضع الفريق طبقات من الهياكل المصنوعة من أسلاك أكسيد الزنك والبطاريات الكهربائية لتتبع تساقط المواد الفعالة في التركيب والسماح بإعادة استخدامها مراراً وتكراراً. على خلاف معظم البطاريات القابلة لإعادة الشحن.

وزن الضوء

وقال الباحث المشارك في الدراسة الدكتور بول كوكسون، من قسم كامبردج للعلوم والمواد والمعادن: «هذا أمر بسيط. هذه الطبقة صغيرة نسبياً، لكنها مهمة في تركيب البطارية، ويوصلنا هذا الأمر إلى عنق الزجاجة التي تتيح تطوير بطاريات على نحو أفضل».

التصميم الجديد يأتي من باحثين في جامعة «كامبردج»، وهو ما يعتبر حلاً للمشكلات التقنية التي تواجه تصنيع سطح بطاريات الليثيوم تجارياً، حيث كانت المواد الموجودة داخل البطارية تتبدد.

وتعاون الباحثون مع معهد بكين للتكنولوجيا لاختبار وزن الضوء، ذو البنية «النانومترية» الذي يحاكي شعيرات الأمعاء. وتستخدم في مثل هذه البطارية الشعيرات الصغيرة التي ترتفع إلى أعلى وتمتد مثل تجويف الأمعاء الدقيقة.

ووضع الفريق على سطح أحد أقطاب البطارية مواد تشبه الشعيرات الموجودة في الأمعاء. وتتألف من أسلاك صغيرة من أكسيد الزنك. وأمكن إعادة استخدام المواد التي كان فقدانها يتسبب بتلف البطارية، وفي نهاية المطاف أمكن منع تعرضها للتلف.

وتتألف بطارية الليثيوم الأيونية التقليدية من ثلاثة مكونات منفصلة. القطب السالب والقطب الموجب والجزء الأوسط الذي يتعرض للانحلال بالكهرباء. وبوضع الشعيرات الدقيقة في أعلى الأقطاب الكهربائية يؤدي ذلك إلى تشظي المواد التي تدخل في تركيب البطارية.. ما يتيح إعادة استخدامها.

وتعرف الباحثون في «هارفرد» أخيراً، إلى فئة جديدة من المواد تقوم بدور الجزيئات العضوية، وهي مستوحاة من فيتامين «بي 2» الذي يمكن تخزينه كهربائياً من مصادر الطاقة.

وأمكن استخدام البطارية لتخزين الطاقة على شكل جزيئات عضوية، وملحقات تسمى «فيروسيانيد الصوديوم».

وتمكن الباحثون في هارفرد من تصميم بطارية تتأثر بالفيتامين. ويسعى المصنعون إلى استخدام الجرافيت وأكسيد كوبالت الليثيوم لصنع القطبين السالب والموجب.

ترابط المواد

ويمكن لهذه المادة أن توضع على جسيمات غير محددة الحجم من مادة «اللامنو»، وأن تربط مكوناتها مع مكونات متصلة بقطب البطارية، ما يحسن من طاقة البطارية ويوازن استقرار القطب. ومن بين هذه الأمور الملهمة، الطريقة التي تستخدم بها الرخويات «الببتيدات» للتحكم بنمو أصدافها. ويمكن لهذه أن تطور مادة «نانونية» معقدة التركيب ومجهرية مستخلصة من بعض المواد مثل كربونات الكالسيوم.

خلايا

ابتكر الباحثون البريطانيون طريقة جديدة لشحن الهواتف الذكية، باستخدام مياه المجاري. وكشف الباحثون عن نظام جديد يحول هذه المياه إلى كهرباء باستخدام خلايا الوقود الميكروبية. ويكفي نصف لتر من مياه المجاري لشحن البطارية لمدة ست ساعات، وهو ما يمكنه أن يمد جهاز الهاتف الذكي بالطاقة. وتعتبر هذه المرة الأولى التي تستخدم فيها طبقة وظيفية كيميائياً مع مادة النانو، المنظمة تنظيماً جيداً لتعترض المواد الفعالة المنحلة أثناء شحن البطارية وتفريغها.

لانا عفانه – البيان

شارك:

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *