مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

21 خبر
  • رياضة
  • فيديوهات
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • رياضة

    رياضة

  • فيديوهات

    فيديوهات

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • حرب الخليج

    حرب الخليج

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

"الفخ التركي".. "صفقة" ترامب السرية مع أردوغان ضد إسرائيل واستعداد أنقرة للعب دور أكبر في لبنان

"ذات مصداقية متدنية".. استخبارات واشنطن كانت تشكك بتقارير إسرائيل بشأن تهديد إيراني باغتيال ترامب

"تعليمات جديدة".. الجيش الإسرائيلي ينفذ أول عملية اغتيال بتفويض من رئيس الأركان (فيديو)

تهريب ترامب من تركيا: مسؤولون يكشفون تفاصيل

تاكر كارلسون يحذر من دفع واشنطن نحو حرب عالمية تؤدي لتدمير الولايات المتحدة

حماس: سنشارك في الانتخابات الفلسطينية ضمن أوسع ائتلاف وطني ممكن (فيديو)

وزير الشتات الإسرائيلي: سوريا "غزة المقبلة والحرب معها حتمية"

لبنان وإسرائيل اتفقا على ترشيح 4 دول للتحقق من نزع سلاح حزب الله

مدفيديف: العملية العسكرية في أوكرانيا ستنتهي بشروطنا

عراقجي لفرنسا: كفى محاضرات في حقوق الإنسان وموقفكم نفاق صارخ ومحرج

ترامب: نسيطر بشكل كامل على مضيق هرمز وإيران لم تعد "المتنمر" في الشرق الأوسط.. الحمد لله

محاولات انتحار بين بحارة حاملة الطائرات الأمريكية "يو إس إس أبراهام لينكولن" لطول مدة المهمة

وفد عسكري عراقي رفيع المستوى يتوجه إلى السعودية