مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

26 خبر
  • رياضة
  • حرب الخليج
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • رياضة

    رياضة

  • حرب الخليج

    حرب الخليج

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • فيديوهات

    فيديوهات

  • وسائل إعلام إسرائيلية: كراهية المصريين "المجنونة" لنا امتدت إلى الرياضة 

    وسائل إعلام إسرائيلية: كراهية المصريين "المجنونة" لنا امتدت إلى الرياضة 

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

"لدينا حرب يجب خوضها".. ترامب يطلب من الحاضرين خلال اجتماع لقطاع التعدين المغادرة سريعا (فيديو)

في رسالة بعد "اتفاق مكة المشترك".. رضائي: الاتفاق الورقي مع تركيا وباكستان لن يجلب الأمن للسعودية

رئيس الوزراء القطري الأسبق يعلق على "اتفاقية مكة للدفاع المشترك"

"رويترز": السعودية استخدمت نحو 86% من صواريخ "باتريوت" الاعتراضية من طراز "PAC-3"

شبكة "CNN": كبار قادة الجيش الأمريكي يبحثون عن "مخرج" من حرب إيران

"مواد تكفي لصنع 10 قنابل".. إعلام عبري: خمسة أشهر من الحرب لم توقف البرنامج النووي الإيراني

"المقاومة الإسلامية في العراق" تعلن تأجيل ردها العسكري على الضربات السعودية الأمريكية (فيديو)

البنتاغون يعفي قائد الفيلق الخامس المسؤول عن تنسيق الدعم لأوكرانيا من منصبه

الخارجية الأمريكية: واشنطن تتحرك لقطع شريان التمويل غير المشروع الذي تعتمد عليه إيران

الدفاع الروسية في حصاد الأسبوع: إصابة 34 سفينة يستخدمها الجيش الأوكراني وتحرير 8 بلدات

بزشكيان يوضح بماذا تختلف إيران عن إسرائيل ويتحدث عن خلاف حكومته مع الحرس الثوري

أردوغان يؤدي صلاة الجمعة في مكة المكرمة مع ولي العهد السعودي ورئيس الوزراء الباكستاني (صور + فيديو)

واشنطن بوست: اشتباك بين ترامب وهيغسيث في كامب ديفيد بسبب أزمة الذخائر والصواريخ والحرب مع إيران

أردوغان: الاتفاقية مع السعودية وباكستان قائمة على مبدأ الردع الجماعي ولا تستهدف أي دولة بعينها

مجلس الأمن يدين الهجمات الصاروخية الحوثية على السعودية ويستنكر الرحلات الجوية غير المصرح بها لليمن

بيان الدول العربية والإسلامية خطوة على الطريق الصحيح ولكن...

هاميلتون: واشنطن تسحب صواريخ باتريوت اشتراها الأوروبيون لتعويض النقص في مخزونها

السعودية.. التحالف العربي يعلن إصابة 11 مدنيا جنوب غربي المملكة إثر قصف حوثي