مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

27 خبر
  • رياضة
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • حرب الخليج
  • رياضة

    رياضة

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • حرب الخليج

    حرب الخليج

  • قمة شنغهاي في بيشكيك

    قمة شنغهاي في بيشكيك

  • الموت يغيب المعلق الرياضي السوري إياد ناصر

    الموت يغيب المعلق الرياضي السوري إياد ناصر

  • فيديو مروع لسيول نيبال التي خلفت عشرات القتلى والمفقودين

    فيديو مروع لسيول نيبال التي خلفت عشرات القتلى والمفقودين

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

"القناة 13" الإسرائيلية تكشف تفاصيل محاولة إسقاط النظام في إيران وتحقيق داخلي في "الموساد"

ترامب: جزيرة خرج الإيرانية تحت التدمير وتتحول إلى أنقاض

الحرس الثوري يعلن استهداف قاعدة "المنهاد" الأمريكية في الإمارات (فيديو)

الحرس الثوري يعلن استهداف قاعدتين جويتين في الأردن بصواريخ بالستية ومسيرات

فيديوهات.. مشاهد توثق الهجوم الإيراني الواسع على عدة أهداف في المنطقة

تصعيد في الخليج و"سنتكوم" ترد على بيان الحرس الثوري

الكرملين: لقاء بوتين وترامب وزيلينسكي ممكن فقط لتثبيت اتفاقات حل النزاع

سوريا.. توغل إسرائيلي جديد في محافظة درعا وسط تحليق للمروحيات على ارتفاع منخفض

روحاني يسرد كواليس تجنب الحروب مع واشنطن منها في حرب الكويت وبعد احتلال العراق

الحرس الثوري الإيراني ينشر لقطات للحظة إطلاق الصواريخ والمسيرات باتجاه قاعدتين في الأردن.. (فيديو)

باكستان تكشف موعد ومكان الاجتماع الافتتاحي للجنة الدفاعية بموجب "اتفاقية مكة".. من سيشارك؟

سموتريتش يمهل نتنياهو 24 ساعة لإزالة 40 معلما تذكاريا فلسطينيا في الضفة الغربية

شركة النفط الإيرانية ترد على فيديوهات ترامب الافتراضية حول تدمير جزيرة خرج