تطوير بطارية ورقية قوية قابلة للتحلل

يتم تنشيطها باستخدام الماء

تطوير بطارية ورقية قوية قابلة للتحلل
TT

تطوير بطارية ورقية قوية قابلة للتحلل

تطوير بطارية ورقية قوية قابلة للتحلل

تعد البطارية الورقية التي تم تطويرها حديثًا والتي يتم تنشيطها بالماء ويمكن التخلص منها بإحداث تأثير كبير على الأجهزة الإلكترونية ذات الاستخدام الواحد؛ تلك الأدوات المؤقتة المستخدمة في المجالات الطبية والصناعية حيث يمكن أن تبدأ النفايات الإلكترونية في التراكم بسرعة.
البطارية التي أظهرها الباحثون قابلة للتحلل البيولوجي ومصنوعة من مواد مستدامة ورخيصة في تجميعها. علاوة على ذلك، يمكن إنتاجها بأشكال وأحجام متنوعة حسب الحاجة، وذلك حسبما نشر موقع «ساينس إليرت» العلمي المتخصص، نقلا عن بحث منشور بمجلة «Scientific Reports».
ولإعطاء فكرة عن الطاقة، كانت البطارية المكونة من خليتين المصنوعة باستخدام التكنولوجيا كافية لتشغيل منبه بشاشة LCD. على الرغم من أنه لن يتم شحن الكمبيوتر المحمول الخاص بك في أي وقت قريب، إلا أن هناك الكثير من الإمكانات لأجهزة الاستشعار وأجهزة التتبع منخفضة الطاقة.
وكتب الباحثون في ورقتهم المنشورة «نقدم بطارية ورقية مطبوعة تم تطويرها لتشغيل الأجهزة الإلكترونية التي تستخدم لمرة واحدة وتقليل تأثيرها البيئي... إذ تعتمد البطارية على خلية كهروكيميائية معدنية (هواء يستخدم الزنك كمعدن قابل للتحلل الحيوي في الأنود والغرافيت في الكاثود والورق كفاصل بين الأقطاب الكهربائية والإلكتروليت القائم على الماء)».
وفي هذا الاطار، يمكن لهذه البطارية المصنوعة من ورق كلوريد الصوديوم المنتشر بالملح قياس أقل من سنتيمتر مربع واحد (0.15 بوصة مربعة)، وتعتمد على الأحبار المطبوعة: حيث يحتوي أحد الأحبار على رقائق الغرافيت ويعمل كقطب سالب (نهاية موجبة)، بينما الآخر على الجانب الآخر من الورقة يحتوي على مسحوق الزنك ويعمل بمثابة القطب الموجب (نهاية سلبية). وحبر ثالث مكون من رقائق الغرافيت وأسود الكربون مطبوع على كلا الجانبين، وأعلى الحبرين الآخرين يربط الطرفان الموجب والسالب بسلكين. يتم إرفاقهما بأحد طرفي الورقة المغموسة في الشمع.
كل ما نحتاجه إذن هو كمية قليلة من الماء لا تزيد على قطرتين. يؤدي ذلك إلى إذابة الأملاح داخل الورقة، وإطلاق أيونات مشحونة تعمل بعد ذلك على تنشيط البطارية. ويتم إغلاق الدائرة عن طريق توصيل الأسلاك بالجهاز الكهربائي، ما يعني أنه يمكن نقل الإلكترونات من النهايات السالبة إلى الأطراف الموجبة.
وبجهد ثابت يبلغ 1.2 فولت، تكون البطارية الورقية قريبة من مستوى البطارية القلوية (AA) القياسية عند 1.5 فولت. حيث تبدأ البطارية بإنتاج الطاقة بعد حوالى 20 ثانية من إضافة الماء، وفقًا للتجارب التي أجراها الفريق.
وكتب الباحثون «يُظهر هذا العرض أنه على الرغم من كثافة الطاقة المحدودة عند مقارنتها بالتقنيات القياسية، لا تزال بطاريتنا مناسبة لمجموعة واسعة من الإلكترونيات منخفضة الطاقة والنظام البيئي لإنترنت الأشياء».
وعلى الرغم من انخفاض الأداء بمرور الوقت مع جفاف الورق، إلا أنه يمكن زيادته إلى حد ما بمزيد من الماء. ومع الماء الإضافي يمكن أن تظل البطارية تنتج 0.5 فولت بعد ساعتين من تنشيطها لأول مرة.
وتعد هذه الدراسة إثباتا للمبدأ حاليا، لكن البطارية الموصوفة في الورقة ليست معقدة للغاية في الإنتاج.
ويقول الباحثون إنهم يريدون تحسين كفاءة البطارية في المستقبل، وجعلها تعمل لفترة أطول.
وخلص الباحثون الى ان «مع تزايد الوعي بمشكلة النفايات الإلكترونية وظهور الإلكترونيات ذات الاستخدام الواحد لتطبيقات مثل الاستشعار البيئي ومراقبة الأغذية، هناك حاجة متزايدة لبطاريات ذات تأثير بيئي منخفض... هذا التحول من أرقام الجدارة التقليدية الموجهة نحو الأداء يخلق فرصًا جديدة للمواد والتصاميم غير التقليدية التي يمكن أن توفر توازنًا بين الأداء والأثر البيئي».


مقالات ذات صلة

«غوغل» تعزز تجربة زوار ومتابعي أولمبياد باريس عبر تقنيات وتحديثات خاصة

تكنولوجيا تقدم «غوغل» التحديثات في الوقت الفعلي والخرائط التفاعلية وخدمات البث ومساعدي الذكاء الاصطناعي لمتابعي الأولمبياد (غوغل)

«غوغل» تعزز تجربة زوار ومتابعي أولمبياد باريس عبر تقنيات وتحديثات خاصة

بمساعدة التكنولوجيا المتقدمة والمنصات الرقمية لـ«غوغل»، يمكن لمشجع أولمبياد باريس في جميع أنحاء العالم البقاء على اتصال واطلاع طوال المباريات.

نسيم رمضان (لندن)
تكنولوجيا «كراود سترايك» هي شركة تكنولوجيا أميركية عملاقة تقدر قيمتها بأكثر من 80 مليار دولار (شاترستوك)

«كراود سترايك»: 97 % من أجهزة استشعار «ويندوز» عادت للعمل

بعد أسبوع من الأزمة المعلوماتية العالمية التي تسببت بها، أعلنت «كراود سترايك» عودة 97 في المائة من أجهزة استشعار «ويندوز» للعمل.

نسيم رمضان (لندن)
تكنولوجيا من السهل على مجرمي الإنترنت اعتراض أو فك تشفير أو اختراق البيانات التي يتم نقلها عبر شبكات الـ«واي فاي» المجانية (شاترستوك)

25 % من شبكات الـ«واي فاي» المجانية في أولمبياد باريس غير آمنة

يلعب توافر نقاط الـ«واي فاي» المجانية دوراً مهماً، وخاصة أثناء الأحداث العامة الكبيرة، لكنها تطرح مخاطر التهديدات الإلكترونية.

نسيم رمضان (لندن)
خاص ينتظر أن يشهد أولمبياد باريس عشرة أضعاف الحوادث السيبرانية التي استهدفت أولمبياد طوكيو (شاترستوك)

خاص 4 مليارات حادث سيبراني متوقع في أولمبياد باريس

فريق «استخبارات التهديدات» والذكاء الاصطناعي في طليعة أسلحة أول مركز موحد للأمن السيبراني في تاريخ الأولمبياد.

نسيم رمضان (لندن)
تكنولوجيا يمكن أن يسهّل التعرف المبكر على المرضى الذين من المرجح أن يتقدموا بسرعة العلاج في الوقت المناسب والمراقبة الدقيقة (شاترستوك)

الذكاء الاصطناعي أكثر دقة بـ3 مرات في التنبؤ بتقدم مرض ألزهايمر

ابتكر باحثون بجامعة كمبردج نموذجاً للتعلم الآلي يمكنه التنبؤ بتطور مشاكل الذاكرة والتفكير الخفيفة إلى مرض ألزهايمر بدقة أكبر من الأدوات السريرية.

نسيم رمضان (لندن)

السعودية تحقّق هدف 2030 بتسجيل 8 مواقع تراثية بـ«اليونسكو»

قرية «الفاو» ثامن المواقع التراثية السعودية على قائمة «اليونسكو» (واس)
قرية «الفاو» ثامن المواقع التراثية السعودية على قائمة «اليونسكو» (واس)
TT

السعودية تحقّق هدف 2030 بتسجيل 8 مواقع تراثية بـ«اليونسكو»

قرية «الفاو» ثامن المواقع التراثية السعودية على قائمة «اليونسكو» (واس)
قرية «الفاو» ثامن المواقع التراثية السعودية على قائمة «اليونسكو» (واس)

نجحت السعودية في تحقيق مستهدف «رؤية 2030» بتسجيل 8 مواقع تراثية على قائمة التراث العالمي لمنظمة الأمم المتحدة للتربية والعلم والثقافة (اليونسكو)، بعد إدراج منطقة «الفاو» الأثرية (جنوب منطقة الرياض)، السبت، وذلك خلال اجتماعات الدورة السادسة والأربعين للجنة التراث العالمي بمدينة نيودلهي الهندية.

وواصلت هيئة التراث سلسلة إنجازاتها بتسجيل المنظر الثقافي لمنطقة «الفاو» بصفته ثامن موقع ثقافي سعودي ذي قيمة عالمية استثنائية للتراث الإنساني، بعد مدينة «الحِجْر» في العُلا، و«حي الطريف» بالدرعية التاريخية، ومنطقة «جدة التاريخية»، والفن الصخري في حائل، و«واحة الأحساء»، ومنطقة «حِمى الثقافية» بنجران، ومحمية «عروق بني معارض».

وقال الأمير بدر بن عبد الله بن فرحان، وزير الثقافة، عبر حسابه على منصة «إكس» للتواصل الاجتماعي، إنه بإدراج منطقة «الفاو» الأثرية حقّقت المنظومة الثقافية مستهدف «رؤية 2030» في عدد المواقع السعودية، المسجلة على قائمة التراث العالمي عند 8 مواقع.

ويُسهم نجاح السعودية بتسجيل تلك المواقع على القائمة العالمية خلال السنوات الماضية في اجتذاب مزيد من الضوء على ثراء التراث الطبيعي والبيئي الذي تتمتع به البلاد، ويضاعف من انتباه العالم والزوار إليها، بالإضافة إلى تعزيز العمل لحماية التنوع البيئي، وترجمة مبادراتها النوعية لصون البيئة وحمايتها.

وأكد وزير الثقافة، في تصريح له، أن هذه الخطوة تعكس ما يحظى به التراث السعودي من دعم واهتمام كبيرين من خادم الحرمين الشريفين الملك سلمان بن عبد العزيز، والأمير محمد بن سلمان بن عبد العزيز ولي العهد رئيس مجلس الوزراء.

وأضاف أن تسجيل عناصر التراث الثقافي بقوالبه المادية وغير المادية لدى «اليونسكو» يأتي انطلاقاً من عُمق السعودية التاريخي، ويُترجم دورها الريادي في خدمة التراث الإنساني العالمي المشترك، تحت مظلة «رؤية 2030» التي شدّدت على أهمية الاعتزاز بالهوية الوطنية التي يُعد التراث الوطني بجميع قوالبه أحد مكوناتها الرئيسية.

قرية «الفاو» شهدت استيطان عدد من الممالك والحضارات القديمة (واس)

ونوّه الأمير بدر بن عبد الله بن فرحان بأن «السعودية تدرك أهمية التراث والحفاظ عليه، وتثقيف العالم به؛ لخلق أساسٍ صلب للحاضر، ورسم خريطة طريق للعمل نحو المستقبل»، مبيناً أن الهيئة تدعم جهود تطوير الأصول الوطنية التراثية، وتوليها اهتماماً عالياً؛ لزيادة الوعي بها، والحفاظ عليها، لضمان استدامتها وتناقلها للأجيال القادمة.

وتقع منطقة «الفاو» على أطراف الربع الخالي في محافظة وادي الدواسر جنوب منطقة الرياض، وتمتد على مساحة محمية تبلغ 50 كم2، وتحيطها منطقة عازلة بمساحة 275 كم2، عند تقاطع صحراء الربع الخالي وتضاريس سلسلة جبال طويق التي تشكل ممراً ضيقاً يسمى «الفاو».

وكان الموقع عاصمة مملكة كندة الأولى، التي كان لها دور كبير في الجزيرة العربية من منتصف القرن الأول قبل الميلاد حتى مطلع القرن الرابع الميلادي. ويُعد من أكبر المواقع الأثرية وأشهرها في السعودية، وواحدة من أهمها على مستوى العالم، بما تحمله من إرث ثقافي ومكانة تاريخية.

قرية «الفاو» كانت عاصمة مملكة كندة القديمة في الجزيرة العربية (واس)

وتكمن أهميته -قديماً- بكونه مركزاً تجارياً مهماً، وملتقى قوافل تحمل المعادن والحبوب والنسيج، وهذه نقطة عبور للقوافل التي تبدأ من مملكة سبأ ومعين وقتبان وحضرموت وحمير متجهة إلى نجران، ومنها إلى قرية «الفاو» ومنها إلى الأفلاج، فاليمامة ثم تتجه شرقاً إلى الخليج وشمالاً إلى وادي الرافدين وبلاد الشام.

ويتضمّن مظاهر متنوعة فيها تفاعل الإنسان مع بيئته، منها أدلة أثرية تعود إلى عصر فجر التاريخ، ومقابر كبيرة بتشكيلاتٍ واضحة تتوافق مع التصنيفات الأثرية التي تعود إلى فترات زمنية قديمة، كذلك عناصر حضارية ومعمارية تُنسب إلى مدينة القوافل التي وُجدت في القرية، ومنها واحة قديمة احتوت على أنظمة الري، وهي معززة بمجموعة استثنائية من الاكتشافات الأثرية والفنون الصخرية، والنقوش الكتابية القديمة.

وجاء نجاح تسجيل الموقع نتيجة الجهود الكبيرة التي بذلها وفد السعودية لدى «اليونسكو»، بقيادة «هيئة التراث»، وبالتعاون مع «اللجنة الوطنية للتربية والثقافة والعلوم»، وإمارة منطقة الرياض، و«المركز الوطني لتنمية الحياة الفطرية»، و«جامعة الملك سعود»، و«المجتمع المحلي» لمحافظة وادي الدواسر.

قرية «الفاو» تحمل إرثاً ثقافياً ومكانة تاريخية (واس)

وتبذل الهيئة جهوداً حثيثة للمحافظة على التراث الثقافي الغني للسعودية، والتعريف بمواقعه داخلياً وخارجياً؛ لتعكس الغنى التراثي والتاريخي للبلاد التي تثبت أنها كانت موطناً لكثير من الحضارات الإنسانية المتعاقبة على مر التاريخ.