مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

18 خبر
  • نبض الملاعب
  • هدنة وحصار المضيق
  • هدنة بين حزب الله وإسرائيل
  • نبض الملاعب

    نبض الملاعب

  • هدنة وحصار المضيق

    هدنة وحصار المضيق

  • هدنة بين حزب الله وإسرائيل

    هدنة بين حزب الله وإسرائيل

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

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

الحرس الثوري: هناك صوت يُسمع في مضيق هرمز عن زوال الوجود الأمريكي من الخليج

ترامب: إيران أبلغتنا للتو أنها في حالة انهيار وتريد فتح مضيق هرمز بأسرع وقت

رويترز: ضغوط هائلة على ترامب لإنهاء الحرب مع إيران ومقترح لإعلان النصر من جانب واحد

إيران لحظة بلحظة.. طريق المفاوضات مسدود وموسكو تدخل على الخط بمبادرة لواشنطن بعد زيارة عراقجي

قراصنة إيرانيون ينشرون أسماء 2379 جنديا أمريكيا في الخليج كأهداف للصواريخ والمسيرات

موسكو: مستعدون للتوجه إلى السعودية كمنصة جديدة للمفاوضات بشأن أوكرانيا

لبنان لحظة بلحظة.. غارات مكثفة وتهديدات إسرائيلية حادة و"حزب الله" يفتح باب "الخيارات الاستشهادية"

CNN تتحدث عن احتمال فتح مضيق هرمز وتأجيل الخوض في ملف إيران النووي

ترامب يهاجم ميرتس ويصف موقفه من امتلاك إيران للسلاح النووي بـ"الكارثة"

مصدر في "أوبك +": لم نكن على علم بخطط الإمارات لمغادرة المنظمة

نيويورك تايمز: ترامب غير راض عن عرض طهران وإدارته تدرس استئناف التصعيد العسكري

جدة.. قمة خليجية استثنائية تناقش أزمة مضيق هرمز وأمن الطاقة

بيان سعودي أمام مجلس الأمن حول مضيق هرمز وهجمات إيران خلال الحرب الأخيرة

إيران لحظة بلحظة.. ضبابية في واشنطن وارتباك بتل أبيب ومساع روسية وخليجية لصياغة تسوية شاملة

اعترافات طيارين في الجيش السوري: تلقينا أوامر من الأسد (فيديو)

سوريا.. تشميع منزل المتهم الرئيسي بمجزرة حي التضامن في قريته (فيديو)