مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

31 خبر
  • عيد النصر على النازية
  • نبض الملاعب
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • عيد النصر على النازية

    عيد النصر على النازية

  • نبض الملاعب

    نبض الملاعب

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان

    إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان

  • هدنة وحصار المضيق

    هدنة وحصار المضيق

  • فيديوهات

    فيديوهات

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

روسيا تدعو الدول إلى إجلاء موظفي بعثاتها الدبلوماسية في كييف في أقرب وقت

قلق في إسرائيل إزاء خطوة يعمل الرئيس الشرع على تطويرها على أرض الواقع

"إن بي سي نيوز": السعودية منعت استخدام واشنطن قواعدها وأجواءها لإعادة فتح مضيق هرمز

لحظة بلحظة.. بين تجدد الحرب والتوصل لاتفاق: تضارب إشارات ترامب يريح أسواق الطاقة ويبقي التوتر بهرمز

السودان.. مقتل قيادي بارز في "قوات درع السودان" إثر استهداف منزله بولاية الجزيرة (صورة + فيديو)

"وول ستريت جورنال" تتحدث عن اختراق في المفاوضات وانفتاح طهران على مناقشة "النووي" مع واشنطن

سوريا.. قوات إسرائيلية تتوغل في وادي الرقاد بريف درعا الغربي

إسرائيل تعلن استهداف قائد قوة الرضوان في حزب الله اللبناني بغارة على بيروت (صور + فيديو)

سوريا.. تعزيزات عسكرية تركية تصل ريف تل أبيض (فيديو)

القوات الأمريكية: عطلنا ناقلة نفط ترفع العلم الإيراني حاولت انتهاك الحصار بقذائف من عيار 20 ملم

مراسل RT: إصابة نجل رئيس حركة حماس في قصف إسرائيلي على مدينة غزة

عسكرة ألمانيا من جديد: إحياء الروح أم رغبة جامحة في الانتقام؟

إساءة جديدة للمقدسات الدينية.. جندي إسرائيلي يدنس تمثالا للسيدة العذراء في جنوب لبنان (صورة)

لحظة بلحظة.. تصعيد ميداني بين إسرائيل و"حزب الله" وبيروت تتمسك بالسلام وترفض التطبيع