أخيراً.. لهذا السبب بطارية هاتفك الذكي سيئة!
عند الحديث عن إلكترونيات المستهلك العصرية، يبدو أننا أصبحنا مهووسين في البحث عن نقطة كهرباء للشحن، لأن بطاريات (الليثيوم-أيون) التي تزود الهواتف الذكية والحواسيب المحمولة وغيرها من الأجهزة بالطاقة بات لديها مشكلة في الأداء، فمع كل عملية شحن، تنخفض كفاءة البطارية، إلى أن تصبح أخيراً غير مستقرة بشكل كبير لتأدية وظيفتها.
وكشف الكيميائيون في جامعة "تكساس اي أند ام" عن سبب موت البطاريات ببطء: فالإلكترونات توقفت عن التدفق بشكل حر!
ماذا يعني ذلك؟ ببساطة إن معناه أن الإلكترونات التي تلتحم مع أيونات الليثيوم تعلق، مما يخلق "بقع فارغة من الشحنات" تتزايد بمرور الوقت، حيث إن أيون الليثيوم الموجب حين يرتبط بإلكترون سالب يصبح متعادلاً كهربائياً ويستقر (أي الإلكترون) وبالتالي يتوقف عن السريان وهذا من شأنه يقلل التيار مرة تلو الأخرى؛ لأن التيار الكهربائي يعتمد على سريان الإلكترونات الحرة.
وعلّق البروفيسور سارباجيت بانيرغي، المسؤول عن الورقة البحثية لاتصالات نيتشور، "يمكنك دائماً أن تجد تماثلاً بين الماء والإلكترونات.. كلاهما يشكلان تلك القطرات الصغيرة، لكن قبل أن تتجمع تلك القطرات لا يمكن أن يحدث جريان.. في اللحظة التي يتوفر فيها كم كاف من الإلكترونات، يمكنها أن تتصل معاً وتبدأ بالجريان".
وتمكن الباحثون من تحديد الأماكن التي تعلق فيها الإلكترونات في التوصيلات الدقيقة وكيف تؤثر هذه الظاهرة على الأداء.
لكن السؤال الأكبر هو، كيف يمكنهم صنع بطارية أفضل؟
أشار البروفيسور بانيرجي إلى تخصصين ظهرا حديثاً لحل المشكلة؛ الأول هو تقنية النانو، حيث يمكن باستخدام هذه التقنية وضع تصاميم أصغر وأفضل تحسن من عملية التقاط وتحرير أيونات الليثيوم بشكل أكبر مما لدى البطاريات الحالية.
أما الطريقة الثانية، والتي يحاول بانيرجي وفريقه التوصل إليها، هي المواد المتقدمة، فهم يحاولون اكتشاف مواد جديدة لا يحتوي تصميمها على مصائد للإلكترونات، بمعنى أنه يمكن تحرير الإلكترون للسريان بسهولة.
من الجدير بالذكر أن بطاريات الليثيوم-أيون موجودة في الأسواق منذ حوالي 40 عاماً، لكن الطلب يتزايد عليها الآن أكثر من ذي قبل. وبما أن المصنعين يريدون وضع قدرات حاسوبية أكبر في أجهزتهم، فإن العيون الآن تتجه نحو تكنولوجيا البطاريات لتكون القفزة القادمة التي ستسمح بالشحن اللاسلكي وإنترنت الأشياء (الشبكة التي ستوفر الاتصال بين الموجودات، بحيث تتيح للإنسان التحكم بالأشياء دون الحاجة لوجوده الفعلي بالقرب من الشيء المراد التحكم به).
