هل تمتلك جهاز كمبيوتر محمولًا أو هاتفًا أو جهازًا يمكن ارتداؤه تم تصنيعه في وقت ما بعد منتصف التسعينيات؟ من المحتمل أن البطارية القابلة لإعادة الشحن بداخلها تستخدم تقنية أيون الليثيوم. أصبحت بطاريات الليثيوم أيون تهيمن على سوق الإلكترونيات بسبب كثافة الطاقة وفعالية التكلفة. لكن هذه التقنية لا تخلو من عيوب مرعبة؛ كما يتضح من انفجار الهواتف وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، والطائرات المتوقفة عن الأرض، و حوادث سيارات ناريةيمكن أن تكون بطاريات الليثيوم أيون أكثر أمانًا.
كان هذا هو محور دراسة حديثة أجرتها جامعة ستانفورد والتي تم وصفها في المجلة اتصالات الطبيعة. وعمل الفريق، بقيادة الأستاذ المشارك في علوم وهندسة المواد في جامعة ستانفورد يي كوي، على تطوير بطارية ليثيوم أيون "ذكية" تكتشف المشاكل قبل أن تنفجر.
مقاطع الفيديو الموصى بها
متعلق ب:تقول الدراسة إن تكلفة بطاريات الليثيوم أيون قد تنخفض بمقدار الثلثين
تحتوي كل بطارية، سواء كانت ليثيوم أيون أم لا، على أنود سالب الشحنة وكاثود موجب الشحنة. يتم فصلها بواسطة شريحة رقيقة من البوليمر، وتعمل على توليد الكهرباء من أيونات الإلكتروليت التي تنتقل بينهما. بدأت الأمور تسوء يا كوي
أخبر منظمة فيز، عندما تؤدي عيوب التصنيع أو الشحن غير السليم إلى فشل فاصل البوليمر. تتجمع أيونات الليثيوم في هياكل تسمى التشعبات، والتي تتلامس مع الكاثود وتؤدي إلى قصور البطارية (أو ما هو أسوأ).هذه العملية غير قابلة للاكتشاف في بطاريات الليثيوم أيون التقليدية، لكن كوي وفريقه طوروا آلية مراقبة تستخدم بوليمر فصل "أكثر ذكاءً". ومن خلال إضافة طبقة مجهرية من النحاس على جانب واحد من البوليمر، تمكنوا من قياس الفرق في الجهد بين الأنود والفاصل، والذي يتناقص مع تحرك التشعبات نحو الكاثود.
ومن المشجع أن تسوي قال إن تطور الفريق لا يعتمد على المواد. وقالت: "ستعمل مع أي بطارية تتطلب منك اكتشافها قبل فترة قصيرة من انفجارها".
وقال دينيس تشو، المؤلف الرئيسي المشارك للدراسة، إن المزيد من التحسين للطريقة يمكن أن يوفر وقتًا حاسمًا في سيناريوهات المهام الحرجة. "عندما ترى دخانًا أو حريقًا، عليك إيقاف [البطارية] على الفور. قد لا يكون لديك الوقت للهروب. إذا أردت أن تخطئ من ناحية كونك أكثر أمانًا، فيمكنك وضع الطبقة النحاسية بالقرب من القطب الموجب. وهذا من شأنه أن يتيح لك معرفة عاجلاً عندما يحتمل أن تفشل البطارية.
متعلق ب:يقوم الألمان بإنشاء بطاريات ليثيوم أيون للمركبات الكهربائية يمكن أن تدوم لأكثر من 25 عامًا
على الرغم من أن تكلفة التنفيذ يمكن أن تعيق اعتماد تقنية الفريق، فلا تتفاجأ إذا حذرك هاتفك الذكي أو سيارتك الكهربائية أو الجهاز القابل للارتداء في المستقبل عندما تتخلص من بطاريتك.
ترقية نمط حياتكتساعد الاتجاهات الرقمية القراء على متابعة عالم التكنولوجيا سريع الخطى من خلال أحدث الأخبار ومراجعات المنتجات الممتعة والمقالات الافتتاحية الثاقبة ونظرات خاطفة فريدة من نوعها.
