مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

32 خبر
  • رياضة
  • حرب الخليج
  • فيديوهات
  • رياضة

    رياضة

  • حرب الخليج

    حرب الخليج

  • فيديوهات

    فيديوهات

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • خطة ترامب لإنهاء الحرب في غزة

    خطة ترامب لإنهاء الحرب في غزة

عيب في الألماس يفتح الباب أمام بطاريات كمية أكثر كفاءة

ابتكر فريق من الباحثين طريقة جديدة واعدة لتصميم بطاريات كمية تدوم لفترة أطول عبر استغلال عيب معروف في الألماس.

عيب في الألماس يفتح الباب أمام بطاريات كمية أكثر كفاءة
صورة تعبيرية / Jeffrey Hamilton / Gettyimages.ru

ويهدف هذا التصميم إلى حل مشكلة فقدان الطاقة التلقائي، وهو أحد أكبر التحديات التي تواجه تطبيق البطاريات الكمومية في الحياة العملية.

وتستفيد البطاريات الكمومية من خصائص فيزياء الكم مثل التشابك والتراكب، ما يمكّنها من شحن أسرع وتوفير طاقة أكبر مقارنة بالبطاريات التقليدية. لكن أداؤها في الظروف الحقيقية كان حتى الآن محدودا بسبب ظاهرة فقدان التماسك الكمومي، التي تؤدي إلى ما يعرف بالتفريغ الذاتي أو فقدان الطاقة المخزنة.

وبهذا الصدد، اقترح باحثو جامعة هوبي والأكاديمية الصينية للعلوم وجامعة لانزو، تصميما يعتمد على مركز النيتروجين الشاغر (NV) في الألماس. ويعمل دوران الإلكترون في هذا المركز كنواة للبطارية الكمومية، ما يسمح بالتحكم في تخزين الطاقة والحفاظ عليها لفترة أطول.

ووُجد أن مركز النيتروجين الشاغر قادر على كبح التفريغ الذاتي دون الحاجة إلى تحكم خارجي أو شاحن كمي معقد، ما يجعل التصميم أكثر فعالية وعملية.

وأوضح جون هونغ آن، المعد الرئيسي المشارك في الدراسة، أن الحلول السابقة لكبح التفريغ الذاتي كانت تعتمد على شاحن كمي، ما يقلل من كفاءة النظام بسبب تداخل التشابك.

ويعتمد التصميم الجديد على الخصائص الكمومية الداخلية، لا سيما التفاعل الدقيق بين إلكترون المركز ونواة النيتروجين، الذي يسمح بتحسين نسبة الطاقة المتماسكة إلى الطاقة الكلية، وبالتالي زيادة فترة احتفاظ البطارية بالطاقة.

وهذا النهج يعالج التحديين الرئيسيين للبطاريات الكمومية: فقدان التماسك أثناء الشحن، وفقدان الطاقة التلقائي أثناء التخزين.

يذكر أن مركز النيتروجين الشاغر هو عيب ذري خاص يوجد داخل شبكة الكربون البلورية للألماس، ويعتبر من أشهر العيوب المفيدة في فيزياء الكم والتقنيات النانوية، ويُستخدم في تقنيات الاستشعار الكمومي والحوسبة، ويتميز باستقرار عالي عند درجة حرارة الغرفة، ما يجعله منصة واقعية لتطوير الأجهزة الكمومية.

ومع تزايد الاهتمام بالديناميكا الحرارية الكمومية، قد يفتح هذا الابتكار الباب أمام تطوير بطاريات كمية أسرع وأنظف وأكثر كفاءة، مدعومة بفيزياء الكم.

نشرت الدراسة في مجلة Physical Review Letters.

المصدر: interesting engineering

التعليقات

تضم تركيا والسعودية ومصر.. إيران تقترح تشكيل "آلية أمنية إسلامية مشتركة"

"ترسانة الحرية".. واشنطن تُسرّع إنتاج الصواريخ الاعتراضية تأهّبا لجولة جديدة مع إيران

حمد بن جاسم يرفض إقحام دول الخليج في "نزاع يخص واشنطن وتل أبيب"

الحوثيون يعلنون عن إصابة "هدف حساس" في مطار نجران بالسعودية

إيران تكشف عبر "رويترز" شروطها مقابل إعادة حركة السفن عبر مضيق هرمز

ناقلتان محملتان بالنفط السعودي تعبران باب المندب وسط حصار الحوثيين

مستشار المرشد الإيراني: استمرار الحصار البحري سيعرض السفن الأمريكية لمخاطر جسيمة

مسؤول إيراني يشير إلى تحركات للأكراد ضمن خطط للموساد والـCIA

"شكرا لكم يا جنود سيدنا موسى!"... إيران تُعدم عميلين للموساد وتصف أحدهما بـ"جندي نتنياهو"

الأمن السوري يقبض على "حيحو" على الحدود مع لبنان

مبعوث مجلس السلام لغزة يطلب من نتنياهو وقف الضربات على القطاع التزاما بخطة ترامب

الحرس الثوري يؤكد استعداده لمواجهة أي تهديد على الحدود الشمالية الغربية: بالمرصاد لأي خطأ حسابي