مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

33 خبر
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • ضربات إسرائيلية على لبنان
  • نبض الملاعب
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • ضربات إسرائيلية على لبنان

    ضربات إسرائيلية على لبنان

  • نبض الملاعب

    نبض الملاعب

  • الحرب على إيران

    الحرب على إيران

  • 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

أزمة صواريخ اعتراضية في إسرائيل وضربات إيران تخترق تحصينات ديمونة (فيديوهات)

مسؤول إيراني يوجه من جزيرة خرج رسالة إلى دول الجوار والأجانب

قائد القوة الجو-فضائية في الحرس الثوري بعد استهداف منشآت نووية: المعادلة هذه المرة لن تكون عينا بعين

الولايات المتحدة ترسل حاملة الطائرات جورج دبليو بوش إلى منطقة العمليات العسكرية ضد إيران

روبيو: لا ضمانات أمنية لكييف قبل انتهاء النزاع في أوكرانيا وتصريحات زيلينسكي كاذبة

"سنتكوم" تؤكد هبوط مقاتلة F-16 اضطراريا في إحدى قواعدها بمنطقة الشرق الأوسط

عراقجي عن استهداف مصانع للصلب ومواقع نووية مدنية وبنى طاقة: سنفرض ثمنا باهظا مقابل جرائم إسرائيل

زيلينسكي: "الناتو" لا يكفي.. نريد السلاح النووي

ترامب يشيد بالدور السعودي ويهاجم "الناتو".. ويتوعد طهران بتدمير آلاف الأهداف بـ "أسلحة سرية"

سجال إماراتي-إيراني حاد: بين ثبات الموقف وتهديدات "العودة للماضي"

فانس لنتنياهو: أفرطت في التفاؤل بإسقاط النظام الإيراني

المتحدث باسم القوات المسلحة الإيرانية: إيران ستضع شروط إنهاء الحرب

المتحدث باسم لجنة الأمن القومي في إيران: حان وقت الانسحاب من معاهدة حظر الانتشار النووي

وكالة "تسنيم" الإيرانية: استهداف منشآت صناعية ونووية ومصنع للكعكة الصفراء دون تسجيل تسرب إشعاعي

موسكو: مستعدون للعمل مع دول الخليج في مجلس الأمن بشأن مضيق هرمز

الوكالة الدولية للطاقة الذرية تكشف الوضع الإشعاعي بعد قصف مصانع الصلب غرب إيران

ميرتس ينتقد ترامب ويتهمه بـ"التصعيد الشديد" في حرب إيران

موسكو: لافروف وعراقجي يبحثان تسوية سياسية للعدوان الأمريكي الإسرائيلي غير المبرر على إيران

طهران تنفي شائعات تدهور صحة مجتبى خامنئي وتؤكد إدارته لشؤون البلاد