الوجبات الجاهزة الرئيسية
- ابتكر العلماء جهازًا قد يقضي يومًا ما على الحاجة إلى بطارية منفصلة في الأجهزة القابلة للارتداء.
- الاختراع عبارة عن جهاز ناعم وقابل للتمدد يحول الحركة إلى كهرباء ويمكن أن يعمل في البيئات الرطبة.
- الباحثون يتسابقون لإيجاد طرق جديدة لتشغيل الإلكترونيات الشخصية.
قد لا يحتاج جهازك القابل للارتداء التالي إلى مصدر طاقة منفصل ، وذلك بفضل التطورات الأخيرة في علم البطارية.
ابتكر الباحثون جهازًا ناعمًا ومطاطيًا يحول الحركة إلى كهرباء ويمكن أن يعمل في البيئات الرطبة. يحمل الاختراع وعدًا بتزويد الأجهزة القابلة للارتداء بالطاقة ، وشحنها تلقائيًا دون الحاجة إلى مصدر طاقة خارجي. إنه جزء من جهد متزايد لإيجاد طرق جديدة لتشغيل الإلكترونيات الشخصية.
"البطاريات السائدة للإلكترونيات الشخصية هي بطاريات الليثيوم أيون ، والتي كانت أفضل البطاريات القابلة لإعادة الشحن منذ حوالي ثلاثين عامًا ،" بينغكين وي ، مدير مركز خلايا الوقود والبطاريات في جامعة ديلاوير ، أخبر Lifewire في مقابلة عبر البريد الإلكتروني. لم يشارك وي في البحث الجديد.
"ومع ذلك ، تعاني بطاريات Li-ion اليوم من مشاكل تتعلق بالسلامة وقدرة محدودة" ، أضاف وي.
بسط الشحن
يأمل علماء جامعة ولاية كارولينا الشمالية أن يتمكن اختراعهم الجديد من معالجة بعض قيود تقنية البطاريات الحالية.قلب جهاز حصاد الطاقة الذي قاموا بإنشائه هو سبيكة معدنية سائلة من الغاليوم والإنديوم. السبيكة مغلفة في هيدروجيل - بوليمر ناعم ومرن منتفخ بالماء ، وفقًا لورقة منشورة مؤخرًا.
قال مايكل ديكي ، أحد مؤلفي الورقة البحثية ، في بيان صحفي: "إن الطاقة الميكانيكية - مثل الطاقة الحركية للرياح ، والأمواج ، وحركة الجسم ، والاهتزازات من المحركات - متوفرة بكثرة". "لقد أنشأنا جهازًا يمكنه تحويل هذا النوع من الحركة الميكانيكية إلى كهرباء. ومن سماته الرائعة أنه يعمل جيدًا تحت الماء."
يعمل الباحثون في مشروع آخر لتشغيل الأجهزة القابلة للارتداء من خلال زيادة إنتاج الطاقة للحاصدة.
ابتكارات البطارية
يتسابق الباحثون في جميع أنحاء العالم لإيجاد طرق جديدة لتشغيل الإلكترونيات ، وفقًا لما قاله Chibueze Amanchukwu ، أستاذ الهندسة الجزيئية في جامعة شيكاغو ، لـ Lifewire في مقابلة عبر البريد الإلكتروني.تتمثل إحدى الطرق في زيادة كثافة طاقة البطاريات لزيادة عمر البطارية.
"تركز هذه المشاريع على استبدال الجرافيت في البطارية بالسيليكون ومعدن الليثيوم ،" قال Amanchukwu. "لمعالجة مخاوف السلامة ، يهتم الباحثون مثلي باستبدال السوائل القابلة للاشتعال والخطرة تمامًا في البطارية بإصدارات الحالة الصلبة غير القابلة للاشتعال."
قال Amanchukwu:الابتكارات في تكنولوجيا البطاريات يمكن أن تؤدي إلى إلكترونيات شخصية جديدة ومحسنة ليست ممكنة اليوم.
"ستصبح الأجهزة أكثر أمانًا وستعمل لفترة أطول ، مما يعني أنها تستطيع اللعب أو العمل أكثر" ، أضاف. "البطاريات المرنة ستسمح أيضًا بالأجهزة الشخصية القابلة للارتداء والتي تتوافق بشكل أفضل مع الجسم (فكر في ساعة Apple Watch المرنة حقًا) ويمكنها تشغيل" الملابس الذكية "وأجهزة إنترنت الأشياء الذكية."
مفتاح تقنيات البطاريات الجديدة هو الحصول على أداء أفضل من نفس الحجم ، كما قال الرئيس التنفيذي لشركة Amionx جينا كينج لـ Lifewire في مقابلة عبر البريد الإلكتروني.
"هذا هو السبب في أننا نرى العديد من الشركات تركز على تحسين سلامة هذه البطاريات أيضًا ،" أضاف كينج. "من حيث الجوهر ، تصبح البطارية قنبلة أقوى في نفس العبوة."
بطاريات أفضل من أجل مستقبل أفضل
نوع جديد من البطاريات يستخدم مواد نانو السيليكون تحل محل مادة الأنود النموذجية (القطب السالب) في بطاريات الليثيوم أيون.
قال كينج"هذا يسمح ببطارية أقوى بكثير ، لكن هذا يعني أيضًا أن البطارية تشكل خطرًا أكبر على السلامة". "هناك أيضًا تطورات في بطاريات الليثيوم المعدنية القابلة لإعادة الشحن والتي تزيد أيضًا من كثافة الطاقة. تحاول الصناعة التغلب على مشكلات دورة الحياة في هذه البطاريات بالإضافة إلى فرصة نشوب حرائق أو انفجارات."
تكنولوجيا البطاريات المستقبلية يمكن أن تساعد في معالجة قضايا تغير المناخ ، هذا ما قاله فرانسيس وانغ ، الرئيس التنفيذي لشركة NanoGraf Technologies ، وهي شركة ناشئة متقدمة لمواد البطاريات ، لـ Lifewire في مقابلة عبر البريد الإلكتروني.
"ستتيح البطاريات الأفضل اعتمادًا أكبر وأسرع للسيارات الكهربائية ، حيث تلبي نقاط الأداء والسعر متطلبات المستهلكين السائدة" ، أضاف وانغ. "ستدخل البطاريات المحسّنة أيضًا حقبة جديدة من كثافة الطاقة على نطاق الشبكة حيث ستساعد البطاريات في موازنة الشبكة ودعم انبعاثات أقل."
