مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

31 خبر
  • حرب الخليج
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • خطة ترامب لإنهاء الحرب في غزة
  • حرب الخليج

    حرب الخليج

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • خطة ترامب لإنهاء الحرب في غزة

    خطة ترامب لإنهاء الحرب في غزة

  • رياضة

    رياضة

  • فيديوهات

    فيديوهات

  • الدفاع الروسية: استهدفنا الليلة مصانع ومستودعات للصواريخ ومعدات حرب إلكترونية ورادارات أوكرانية

    الدفاع الروسية: استهدفنا الليلة مصانع ومستودعات للصواريخ ومعدات حرب إلكترونية ورادارات أوكرانية

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

"وول ستريت جورنال" نقلا عن مصدر: ترامب أصدر أمر الهجوم على إيران

ترامب يسعى لتعديل مشروع غراهام لـ"عقوبات جهنمية" ضد روسيا

"فارس" تنشر صورا فضائية جديدة للأضرار في قاعدة علي السالم بالكويت جراء هجمات إيرانية

فورين بوليسي: على ترامب إعادة تعريف النصر على إيران.. فشل استراتيجي وخسائر يقودان واشنطن للهزيمة

صحفي يكشف تفاصيل جديدة عن الحرب الإسرائيلية على إيران والخطة المزعومة لـ"تولي أحمدي نجاد" الحكم

"رويترز": 25 سفينة تعبر باب المندب مع استمرار الحظر على السفن السعودية

"الحرس الثوري" يعلن عن استهداف ناقلتي نفط مخالفتين في مضيق هرمز

رون بن يشاي: حماس ستبقى القوة المسيطرة وصاحبة النفوذ في غزة.. الجيش الإسرائيلي سيكون مقيدا

إيزنكوت: نتنياهو استسلم سياسيا في اتفاق غزة دون تحقيق أهداف الحرب

عراقجي: أمن مصر يشكل أهمية قصوى لإيران.. يجب أن نكون يقظين تجاه مخططات إسرائيل

تقرير: نتنياهو وترامب ناقشا احتمال فرض "حصار بري" على إيران

ترامب يبدي شكوكا بشأن منح أوكرانيا ترخيصا لإنتاج "باتريوت" ويوفد مبعوثيه إلى كييف