مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

5 خبر
  • نبض الملاعب
  • جنون التذاكر يضرب دوري الأبطال.. مباراة باريس وبايرن للأغنياء فقط
  • بعد صافرات مدرجات تبليسي.. رد روسي ساخر
  • نبض الملاعب

    نبض الملاعب

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

"حزب الله": سنسقط الخط الأصفر ولا أحد داخل لبنان أو خارجها يستطيع تجريدنا من السلاح

قالیباف: ترامب يريد طاولة استسلام ولا نقبل التفاوض تحت التهديد.. نستعد لكشف أوراق جديدة في المعركة

من غزة إلى أوكرانيا.. لافروف يكشف عن مخطط غربي لتفكيك العالم الإسلامي وإحياء النازية الأوروبية

مستشار المرشد الإيراني: أي خطأ في حسابات الخصم سنضغط على زناد "التأديب النهائي"

هل أراد ترامب استخدام الرموز النووية ضد إيران؟.. محلل سابق في الـ CIA يكشف الكواليس (فيديو)

متى ستستأنف الحرب بين الولايات المتحدة وإيران؟

وزير خارجية بولندا: الجنود الإسرائيليون يعترفون بارتكاب جرائم حرب.. قتلوا مدنيين فلسطينيين ورهائنهم

لحظة بلحظة.. 24 ساعة على انتهاء الهدنة: مفاوضات طهران- واشنطن في عنق الزجاجة على وقع تصاعد التوتر

مصادر لـCNN: فانس سيتوجه إلى باكستان للمشاركة في المحادثات مع إيران لكن الموقف لا يزال متقلبا

"تسنيم": قرار إيران بعدم المشاركة في المفاوضات لم يتغير وطهران مستعدة لمواجهة أمريكا ومعاقبتها مجددا

الدفاع الروسية: استهداف منشآت للصناعات العسكرية والبنية التحتية للنقل والمطارات في أوكرانيا

نتنياهو: طيارونا يسيطرون على سماء المنطقة