اشترك

الاستمرار بالحساب الحالي

شارك
شارك


اكتشف باحثون من إم آي تي أن المهابط المصنوعة من مركبات الليثيوم العشوائية أفضل أداء من تلك المصنوعة من مثيلاتها المرتبة، على عكس الفكرة المقبولة عموماً.

2021-07-28 15:40:12

18 أكتوبر 2018
Article image

تتمتع بطاريات أيونات الليثيوم بقدرة تخزين عالية للطاقة في واحدة الوزن، ولذا كانت موضوع العديد من الأبحاث لاستخدامها في كل شيء، بدءاً من الأجهزة الإلكترونية المحمولة ووصولاً إلى السيارات الكهربائية. وقد اكتشف باحثون في إم آي تي ومختبر بروكهيفن الوطني الأميركي مجالاً جديداً لهذه الأبحاث، وهو استخدام المواد العشوائية (أي التي تبتعد في بنيتها عن المواد المرتبة التي تتمتع ببنية بلَّورية منتظمة)، بعد أن كانت تعتبر عموماً غير مناسبة للبطاريات. ولنرَ معاً ما يحدث في بطارية الليثيوم القابلة للشحن؛ حيث إن أيونات الليثيوم -وهي الذرات التي تخلَّت عن أحد إلكتروناتها- تُسحب من مهبط البطارية خلال عملية الشحن، وتُعاد إلى المهبط مع استجرار الطاقة، ولكن هذه الرحلات المتكررة جيئة وذهاباً قد تسبِّب تقلص مادة القطب وتمددها، مما يؤدي إلى تشقُّقات وضعف في الأداء مع مرور الوقت. ولذلك تُصنع المهابط في بطاريات أيونات الليثيوم حالياً من مواد بلورية منتظمة، وتكون في بعض الأحيان طبقية البِنية (layered). وعادة ما تتناقص فعالية البطارية عند ظهور أي اختلال في هذه البنية المنتظمة، مما تسبَّب في تجاهل المواد العشوائية (disordered) في الأبحاث حول تحسين مواد البطاريات. ولكن تبيَّن لاحقاً أن هذا الترابط ليس عاماً؛ حيث إن بعض أنواع المواد العشوائية قد تحسِّن بشكل كبير من أداء المهبط، وذلك كما وجد الباحثون نتيجة دراسات تعتمد على النمذجة الحاسوبية والتجارب المخبرية. وقد نُشرت هذه النتائج في مجلة Science من قِبَل جينهيوك

أدخل بريدك الإلكتروني واقرأ المقال مجاناً

أنشئ حساباً مجاناً واقرأ مقالتين مجاناً كل شهر من أوسع تشكيلة محتوى أنتجته ألمع العقول العالمية والعربية.