تُظهر تقنية التصوير منخفضة التكلفة كيف يمكن إعادة شحن بطاريات الهواتف الذكية في دقائق

تُظهر تقنية التصوير منخفضة التكلفة كيف يمكن إعادة شحن البطاريات في دقائق

تُظهر تقنية التصوير منخفضة التكلفة كيف يمكن إعادة شحن بطاريات الهواتف الذكية في دقائق
Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn

طور الباحثون تقنية معملية بسيطة تسمح لهم بالنظر داخل بطاريات الليثيوم أيون وتتبع حركة أيونات الليثيوم في الوقت الفعلي أثناء شحن البطاريات وتفريغها ، وهو ما لم يكن ممكنًا حتى الآن.

باستخدام تقنية منخفضة التكلفة ، حدد الباحثون عمليات الحد من السرعة التي ، إذا تم حلها ، يمكن أن تسمح لشحن البطاريات في معظم الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة في أقل من خمس دقائق.

يقول الباحثون ، في جامعة كامبريدج ، إن أسلوبهم لن يساعد فقط في تحسين مواد البطاريات الموجودة ، ولكن يمكن أن يسرع من تطوير بطاريات الجيل التالي ، وهي واحدة من أكبر العقبات التكنولوجية التي يجب التغلب عليها في الانتقال إلى نظام خالٍ من الوقود الأحفوري. . العالمية. نُشرت النتائج في مجلة Nature.

في حين أن بطاريات الليثيوم أيون لها مزايا لا يمكن إنكارها ، مثل كثافة الطاقة العالية نسبيًا والعمر الطويل مقارنة بالبطاريات الأخرى ووسائط تخزين الطاقة ، إلا أنها يمكن أن ترتفع درجة حرارتها أو حتى تنفجر ، وتكون باهظة الثمن نسبيًا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن كثافة طاقتها بعيدة كل البعد عن كثافة النفط. حتى الآن ، هذا يجعلها غير مناسبة للاستخدام على نطاق واسع في تقنيتين نظيفتين رئيسيتين: السيارات الكهربائية والتخزين على نطاق الشبكة للطاقة الشمسية.

قال المؤلف المشارك الدكتور كريستوف شنيديرمان من مختبر كافنديش في كامبريدج: “البطارية الأفضل هي بطارية يمكنها تخزين قدر أكبر بكثير من الطاقة أو بطارية يمكن شحنها بسرعة أكبر – من الناحية المثالية كليهما” “ولكن لصنع بطاريات أفضل من مواد جديدة ولتحسين البطاريات التي نستخدمها بالفعل ، نحتاج إلى فهم ما يجري في الداخل.”

لتحسين بطاريات الليثيوم أيون ومساعدتها على إعادة الشحن بشكل أسرع ، يحتاج الباحثون إلى تتبع وفهم العمليات التي تحدث في المواد الوظيفية في ظل ظروف واقعية في الوقت الفعلي. في الوقت الحالي ، يتطلب ذلك تقنيات معقدة من الأشعة السينية السنكروترونية أو المجهر الإلكتروني ، وهي تقنيات طويلة ومكلفة.

“لدراسة ما يحدث داخل البطارية حقًا ، عليك في الأساس أن تجعل المجهر يقوم بأمرين في وقت واحد: يجب أن يراقب شحن البطاريات وتفريغها على مدى عدة ساعات ، ولكن في نفس الوقت ، يجب أن قالت الكاتبة الرئيسية أليس ميريويذر ، طالبة الدكتوراه في مختبر كافنديش في كامبريدج ، “التقاط العمليات الجارية داخل البطارية بسرعة كبيرة”.

طور فريق كامبريدج تقنية الفحص المجهري البصري تسمى الفحص المجهري للتداخل المتداخل لمراقبة هذه العمليات أثناء العمل. باستخدام هذه التقنية ، تمكنوا من مراقبة الجسيمات الفردية لأكسيد الكوبالت الليثيوم (يشار إليه غالبًا باسم LCO) الشحن والتفريغ عن طريق قياس كمية الضوء المنتشر.

يمكنهم رؤية LCO يمر بسلسلة من انتقالات الطور في دورة الشحن والتفريغ. تتحرك حدود الطور داخل جسيمات LCO وتتغير مع تحرك أيونات الليثيوم للداخل والخارج. وجد الباحثون أن آلية الحدود المتحركة تختلف باختلاف ما إذا كانت البطارية قيد الشحن أو التفريغ.

قال الدكتور أكشاي راو من مختبر كافنديش ، الذي قاد البحث: “لقد وجدنا أن هناك حدودًا مختلفة للسرعة لبطاريات الليثيوم أيون ، اعتمادًا على ما إذا كانت قيد الشحن أو التفريغ”. “عند الشحن ، تعتمد السرعة على السرعة التي يمكن أن تمر بها أيونات الليثيوم عبر جزيئات المادة الفعالة. عند التفريغ ، تعتمد السرعة على السرعة التي يتم بها إدخال الأيونات عند الحواف. إذا تمكنا من التحكم في هاتين الآليتين ، فسيسمح ذلك لبطاريات الليثيوم أيون بإعادة الشحن بشكل أسرع “.

قال شنيديرمان: “بالنظر إلى أن بطاريات الليثيوم أيون مستخدمة منذ عقود ، قد تعتقد أننا نعرف كل ما يمكن معرفته عنها ، لكننا لا نعرف”. “تسمح لنا هذه التقنية بمعرفة مدى السرعة التي يمكن أن تمر بها خلال دورة الشحن والتفريغ. ما نتطلع إليه حقًا هو استخدام التقنية لدراسة مواد البطاريات من الجيل التالي – يمكننا استخدام ما تعلمناه عن LCO لتطوير مواد جديدة “.

قالت البروفيسور كلير جراي ، من قسم الكيمياء يوسف حميد في كامبريدج ، والذي شارك في قيادة ابحاث.

تسمح طبيعة الإنتاجية العالية للمنهجية بأخذ عينات من العديد من الجسيمات عبر القطب بأكمله ، وستسمح في المستقبل بمزيد من الاستكشاف المتعمق لما يحدث عند فشل البطاريات وكيفية تجنبه.

قال شنيديرمان: “توفر هذه التقنية المخبرية التي طورناها تغييرًا هائلاً في سرعة التكنولوجيا حتى نتمكن من تتبع الأعمال الداخلية السريعة للبطارية”. “حقيقة أننا تمكنا من رؤية حدود المرحلة تتغير في الوقت الفعلي كانت مفاجئة حقًا. قد تكون هذه التقنية جزءًا مهمًا من اللغز في تطوير بطاريات الجيل التالي. “

-فرونيوس-بريمو
الطاقة الشمسية للمنازل

انفرتر الطاقة الشمسية الهجين Fronius Primo GEN24 Plus

انفرتر الطاقة الشمسية الهجين من Fronius
أول عاكس هجين أحادي الطور ، وبالتالي فهو خطوة جديدة على الطريق نحو رؤيتنا ل 24 ساعة من أشعة الشمس. كان هدفنا هو تطوير محول متعدد الاستخدامات ومضغوط متعدد الإمكانات يأخذ في الاعتبار جميع جوانب المتانة طوال عمر المنتج.

Read More »
الألواح الشمسية والأحوال الجوية
الفلاحة

الواح الطاقة الشمسية و الأحوال الجوية

إذا كنت تفكر في تركيب الألواح الشمسية، قد تكون قلقا بشأن كيفية عملها في أنواع مختلفة من ظروف الطقس. سوف يشرح هذا المقال كيف يؤثر الطقس على الألواح الشمسية الخاصة بك.

Read More »
بطاريات الطاقة الشمسية
استهلاك الكهرباء

اختيار بطاريات الطاقة الشمسية

أنت بحاجة إلى معرفة كيفية اختيار بطارية لنظام الطاقة الشمسية الخاص بك. ستغطي هذه المقالة العوامل الأساسية التي ستحتاج إلى أخذها في الاعتبار عند اختيار بطارية شمسية.

Read More »
AM 1.5G الرسم البياني للطيف الشمسي
Uncategorized

الإشعاع الشمسي والكتلة الهوائية

[annonce_1] يختلف الإشعاع الشمسي الذي تتلقاه الأرض عكسياً مع مربع المسافة بين الشمس والأرض. بسبب الحركة المستمرة للأرض في المدار ، فإن الإشعاع القادم إلى

Read More »
صيانة الالواح الشمسية
كهرباء

صيانة الالواح الشمسية

بعد التثبيت ، من السهل جدًا صيانة الألواح الشمسية. ومع ذلك ، بغض النظر عن مدى قلة الصيانة ، هناك بعض الأشياء التي يجب أن تعرفها عن صيانة الألواح الشمسية. تعرف على كيفية صيانة الألواح الشمسية بشكل صحيح في هذه المقالة.

Read More »
فيديوهات يوتتيوب
الطاقة الشمسية كيف تعمل الألواح الشمسية

Leave a Comment

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *