بطارية جديدة لزيادة كفاءة السيارات الكهربائية

بطاريات الليثيوم أيون تعد عنصراً أساسياً في تشغيل السيارات الكهربائية (رويترز)
بطاريات الليثيوم أيون تعد عنصراً أساسياً في تشغيل السيارات الكهربائية (رويترز)
TT

بطارية جديدة لزيادة كفاءة السيارات الكهربائية

بطاريات الليثيوم أيون تعد عنصراً أساسياً في تشغيل السيارات الكهربائية (رويترز)
بطاريات الليثيوم أيون تعد عنصراً أساسياً في تشغيل السيارات الكهربائية (رويترز)

طوّر باحثون في جامعة دوشيشا اليابانية بطارية ليثيوم أيون شبه صلبة مبتكرة تتميز بكفاءة وأمان أعلى وعمر أطول مقارنة بالبطاريات التقليدية.

وأوضح الفريق من خلال الدراسة التي نُشرت نتائجها، الاثنين، في دورية «Journal of Energy Storage» أن هذه البطارية تمثل خطوة واعدة نحو تحقيق انتشار واسع للسيارات الكهربائية مع تعزيز الاستدامة البيئية.

وتعد بطاريات الليثيوم أيون عنصراً حيوياً في تشغيل الأجهزة والسيارات الكهربائية، إلا أن المخاوف المتعلقة بالأمان، نتيجة الاعتماد على محلول عضوي يحتوي على مواد قابلة للاشتعال، تشكّل تحدياً كبيراً. وتقدم البطاريات الصلبة بديلاً أكثر أماناً، لكنها تواجه تحديات في واجهة الاتصال بين الأقطاب الصلبة والإلكتروليت، مما يؤثر على كفاءة نقل أيونات الليثيوم.

والإلكتروليت هو مكون أساسي في البطاريات، حيث يعمل كوسيط يسمح بمرور أيونات الليثيوم بين الأقطاب الكهربائية، ما يمكّن البطارية من تخزين الطاقة وإطلاقها عند الحاجة. وبينما يُستخدم الإلكتروليت السائل في البطاريات التقليدية، فإنه يكون عرضة للاشتعال، خصوصاً في درجات الحرارة المرتفعة. أما الإلكتروليت الصلب، فيوفر أماناً أعلى لكنه يعاني من انخفاض كفاءة الاتصال بين الأقطاب.

وللتغلب على هذه العقبات، طوّر الفريق بطارية شبه صلبة تجمع بين مزايا الإلكتروليت السائل والصلب. وتتميز هذه البطارية بقدرتها على تقليل مخاطر الاشتعال مع تحسين كفاءة تدفق الأيونات، مما يحقق أداءً أفضل.

واعتمد الباحثون في تصميم البطارية على صفيحة زجاجية سيراميكية ناقلة لأيونات الليثيوم لفصل الأقطاب؛ مما يضمن واجهة متماسكة وأداءً مستقراً. وأظهرت البطارية استقراراً حرارياً عالياً حتى عند درجات حرارة تصل إلى 150 درجة مئوية؛ مما يقلل من مخاطر الحوادث المرتبطة بارتفاع الحرارة. كما سجلت انخفاضاً ملحوظاً في التفاعلات الجانبية التي تؤدي إلى توليد الحرارة، مما يعزز سلامتها.

وفي اختبارات الشحن والتفريغ، قدمت البطارية أداءً متميزاً مع معدل تغيير منخفض في المقاومة الداخلية، ما يشير إلى دورة حياة طويلة، وفق الفريق. وقال الدكتور ريوسوكي كيدو، الباحث الرئيسي في الدراسة، إن «هذه البطارية يمكن أن تحسن كفاءة السيارات الكهربائية والطائرات اللاسلكية والأجهزة الذكية، مع دعم الجهود العالمية لتحقيق الحياد الكربوني.

وأضاف، عبر موقع «يوريك أليرت»، أن «تطوير بطاريات آمنة طويلة الأمد يُعد أمراً حيوياً، والبطارية شبه الصلبة التي طوّرناها تمثل خياراً مستقبلياً واعداً لتلبية احتياجات الأمان والكفاءة».


مقالات ذات صلة

40 % من شركات الطاقة ستعتمد الذكاء الاصطناعي في غرف التحكم بحلول 2027

تكنولوجيا «غارتنر»: انتشار الذكاء الاصطناعي يزيد من نقاط ضعف أمن الأنظمة المادية والإلكترونية ما يتطلب استثمارات قوية في الأمن السيبراني (شاترستوك)

40 % من شركات الطاقة ستعتمد الذكاء الاصطناعي في غرف التحكم بحلول 2027

الذكاء الاصطناعي سيقلل من المخاطر الناتجة عن الأخطاء البشرية ولكن سيؤدي في الوقت نفسه إلى زيادة نقاط ضعف أمن الأنظمة المادية والإلكترونية.

نسيم رمضان (لندن)
يوميات الشرق تتعرض النساء لضغوط مجتمعية أكبر بسبب مشكلات تتعلق ببشرتهن (رويترز)

لماذا يعاود حب الشباب الظهور بعد العلاج؟

توصلت دراسة جديدة أجراها باحثون في مستشفى ماساتشوستس العام ببريغهام في الولايات المتحدة إلى استراتيجيات لتقليل تكرار ظهور حب الشباب.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
صحتك وفقاً لمنظمة الصحة العالمية يعاني 3.8 % من سكان العالم من الاكتئاب ما يؤثر على نحو 280 مليون شخص (رويترز)

اكتشاف المئات من عوامل الخطر الوراثي المسببة للاكتئاب

حددت دراسة عالمية 300 عامل خطر جيني غير معروفة سابقاً للاكتئاب لأنها شملت عينة سكانية واسعة جداً، ما يوسّع فهم العلم لمسببات الاكتئاب.

«الشرق الأوسط» (لندن)
يوميات الشرق الطلاء الجديد يجعل الملابس القطنية مقاومة للاشتعال (جامعة تكساس إيه آند إم)

مادة مبتكرة تقاوم اشتعال الملابس القطنية

طوَّر باحثون من جامعة تكساس إيه آند إم الأميركية طلاءً مبتكراً يجعل الملابس القطنية مقاوِمةً للاشتعال، مما يفتح آفاقاً جديدة لحماية الأفراد والممتلكات.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
يوميات الشرق آلام الظهر المزمنة مشكلة صحية شائعة تؤثر على ملايين الأشخاص حول العالم (جامعة سيدني)

برنامج علاجي شامل لتخفيف آلام الظهر المزمنة

كشفت دراسة أسترالية عن فاعلية برنامج علاجي شامل في تخفيف آلام الظهر المزمنة، وتحسين جودة حياة المرضى.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )

«بلو أوريجين» تُرجئ الرحلة الأولى لصاروخها الفضائي «نيو غلين»

صاروخ «نيو غلين» الفضائي في منصة الإطلاق (حساب شركة «بلو أوريجين» في منصة «إكس»)
صاروخ «نيو غلين» الفضائي في منصة الإطلاق (حساب شركة «بلو أوريجين» في منصة «إكس»)
TT

«بلو أوريجين» تُرجئ الرحلة الأولى لصاروخها الفضائي «نيو غلين»

صاروخ «نيو غلين» الفضائي في منصة الإطلاق (حساب شركة «بلو أوريجين» في منصة «إكس»)
صاروخ «نيو غلين» الفضائي في منصة الإطلاق (حساب شركة «بلو أوريجين» في منصة «إكس»)

أرجأت شركة «بلو أوريجين» الرحلة الأولى لصاروخ «نيو غلين» الفضائي التي كان يُفترض أن تتم يوم الاثنين، بسبب مشكلات تقنية لم تحددها.

كان من المقرر أن تطلق «بلو أوريجين» صاروخها الكبير «نيو غلين» للمرة الأولى، الاثنين، ضمن رحلة ستشكّل نقطة تحوّل للشركة التي أسّسها الملياردير الأميركي جيف بيزوس، وربما لقطاع الفضاء الخاص.

وقالت المسؤولة في الشركة، أريان كورنيل، خلال بث مباشر كان يشاهده مئات الآلاف: «سنلغي محاولة الإطلاق، لنحلّ مشكلة في النظام الفرعي للصاروخ، وهو ما سيدفعنا إلى تخطي المهلة المحددة لنافذة الإطلاق»، وفقاً لـ«وكالة الصحافة الفرنسية».

ويبلغ ارتفاع الصاروخ 98 متراً، أي بحجم مبنى مؤلف من 30 طابقاً تقريباً.

وكان الرئيس التنفيذي لـ«بلو أوريجين» ديفيد ليمب، أكد أنّ الهدف من عملية الإطلاق هو «الوصول إلى المدار. وأي شيء آخر يُنجز يكون إضافياً».

منذ سنوات، تنظّم الشركة المملوكة لمؤسس «أمازون»، بواسطة صاروخها «نيو شيبرد»، رحلات سياحة فضائية تحمل عدداً من الركاب لبضع دقائق إلى ما بعد الحدود النهائية لكوكب الأرض، لكنّها لم تُجر بعد أي رحلة إلى المدار.

ومع صاروخ «نيو غلين» الأكبر والأقوى، ترمي «بلو أوريجين» إلى اللحاق بمنافستها الكبرى «سبيس إكس» المملوكة للملياردير الأميركي إيلون ماسك. وكتب ماسك في منشور عبر «إكس»: «حظاً موفقاً» لشركة «بلو أوريجين».

تهيمن «سبيس إكس» على سوق الفضاء التجارية منذ سنوات مع صاروخي «فالكون 9» و«فالكون هيفي»، وتعمل حالياً على تصنيع «ستارشيب» الذي سيشكل أكبر صاروخ مُبتكَر على الإطلاق.

وتعتزم «سبيس إكس» إجراء الرحلة التجريبية السابعة لصاروخها الضخم في وقت لاحق من هذا الأسبوع.

«منافسة»

مع «نيو غلين» الذي يشكّل «صاروخاً ثقيلاً»، ترغب «بلو أوريجين» في التنافس مع «سبيس إكس» في مجالها: إطلاق الأقمار الاصطناعية التجارية والعسكرية في المدار، ولكن أيضاً المركبات ورواد الفضاء.

ويُفترض أن يكون صاروخها قادراً على حمل ما يصل إلى 45 طناً إلى مدار منخفض، وهذا أكثر من ضعف ما يمكن أن يحمله صاروخ «فالكون 9»، لكن أقل من قدرة «فالكون هيفي» (63.8 طن).

قال رئيس إحدى الشركات التي تروّج للأنشطة الفضائية للجهات الخاصة، جورج نيلد، إنّ «المنافسة أمر جيد، وكذلك تعدد الخيارات».

صاروخ «نيو غلين» الفضائي (حساب شركة «بلو أوريجين» في منصة «إكس»)

وأضاف: «هذا مهم جداً لقطاع الفضاء التجاري، ولكن أيضاً للحكومة ولـ(ناسا)»، لأنه لا يخفّض التكاليف فحسب، وإنما يقدّم أيضاً خطة بديلة «في حال حدوث مشكلة في الصاروخ».

والدليل على ذلك هو أن «بلو أوريجين» قد وقّعت عقوداً مع عدد كبير من الزبائن، بينهم وكالة الفضاء الأميركية، للقيام بمهمة غير مأهولة إلى المريخ، والحكومة الأميركية لإنجاز عمليات تندرج ضمن أهداف الأمن القومي.

ومن الناحية التجارية، تعتزم «بلو أوريجين» نشر أقمار اصطناعية للإنترنت لصالح شركات عدة.

ويُفترض على غرار «سبيس إكس» مع «ستارلينك»، أن تتولى إطلاق أقمار اصطناعية لمجموعة «أمازون». ويتنافس جيف بيزوس وإيلون ماسك، أغنى رجلين في العالم، في مجال الإنترنت عبر الأقمار الاصطناعية.

«أسعار أدنى بكثير»

لا تقتصر أوجه التشابه بين الشركتين المتخصصتين في الفضاء على هذا الحد. فعلى غرار «فالكون 9»، صُمّم «نيو غلين» ليكون قابلاً لإعادة الاستخدام جزئياً.

خلال هذه المهمة الأولى التي يُفترض أن تستمر نحو ست ساعات، ستحاول «بلو أوريجين» استعادة القسم الأوّل من صاروخها. وقال ديفيد ليمب، عبر منصة «إكس»، إنّ هذا الهدف «طموح، لكننا سنحاول إنجازه. وبغض النظر عن النتيجة فسنكون قد تعلّمنا الكثير».

وسبق أن حقّقت الشركة نجاحاً في عملية هبوط صاروخها «نيو شيبرد» في تكساس. لكنها تعتزم هذه المرة جعل قسم الصاروخ يهبط على منصة في البحر، وهي مناورة مماثلة لتلك التي أنجزتها «سبيس إكس» مع صاروخها «فالكون 9».

قمة صاروخ «نيو غلين» الفضائي ويظهر عليها شعار الصاروخ الذي يحمل اسمه (حساب شركة «بلو أوريجين» في منصة «إكس»)

وأكد الأستاذ في جامعة «إمبري ريدل للطيران»، إليوت براينر، لـ«وكالة الصحافة الفرنسية»، أنها «عملية معقدة جداً».

وتتسم هذه العملية التي تتيح «إعادة استخدام أجزاء كبيرة من الصواريخ» بأهمية؛ لأنها توفّر «وصولاً إلى الفضاء بسعر أقل بكثير»، وتتيح تسريع وتيرة عمليات الإطلاق الفضائية، على قول براينر.

ومع توقّع إطلاق رحلات أخرى خلال عام 2025، دعا نيلد إلى التحلّي بالصبر، وقال: «ينبغي ألا ننسى أنّ الذهاب إلى الفضاء مهمة صعبة، خصوصاً عمليات الإطلاق الأولى»، مضيفاً: «نرصد في هذه العمليات أموراً لم نكن نتوقعها، لذا دعونا ننتظر لنرى كيف ستسير الأمور».