Close Menu
صوت الإماراتصوت الإمارات
  • الرئيسية
  • الأخبار
  • دولي
  • اقتصاد
  • تكنولوجيا
  • رياضة
  • صحة
  • ثقافة وفن
  • منوعات

خدمة الإشعارات البريدية

اشترك معنا في خدمة النشرة البريدية ليصلك اخر الاخبار المحلية والعالمية مباشرة الى بريدك الإلكتروني.

رائج الآن

سابقة تستهدف القدس.. تحرك عمراني يكشف "خطة خبيثة"

الإثنين 16 فبراير 10:09 ص

الخارجية الإيرانية: رفع العقوبات لا ينفصل عن مصالحنا

الإثنين 16 فبراير 10:06 ص

عملية "ويندلورد".. تفاصيل نقل مفاعل نووي جوا في سابقة نادرة

الإثنين 16 فبراير 8:03 ص
فيسبوك X (Twitter) الانستغرام
  • من نحن
  • سياسة الخصوصية
  • اعلن معنا
  • اتصل بنا
فيسبوك X (Twitter) الانستغرام
صوت الإماراتصوت الإمارات
  • الرئيسية
  • الأخبار
  • دولي
  • اقتصاد
  • تكنولوجيا
  • رياضة
  • صحة
  • ثقافة وفن
  • منوعات
الإشتراك
صوت الإماراتصوت الإمارات
الرئيسية»تكنولوجيا»التمثيل الضوئي للنبات يلهم باحثين لتصنيع بطارية ورقية
تكنولوجيا

التمثيل الضوئي للنبات يلهم باحثين لتصنيع بطارية ورقية

فريق التحريربواسطة فريق التحريرالخميس 25 أبريل 10:51 صلا توجد تعليقات4 دقائق
فيسبوك تويتر واتساب البريد الإلكتروني بينتيريست تيلقرام لينكدإن Tumblr

استلهم باحثون من جامعة توهوكو اليابانية عملية التمثيل الضوئي في النبات لإنتاج بطارية جديدة تَستخدم المغنيسيوم لتوليد الطاقة من الأكسجين والماء.

والتمثيل الضوئي هو العملية الطبيعية التي تُحول بها النباتات ضوء الشمس والماء وثاني أكسيد الكربون إلى طاقة كيميائية على شكل جلوكوز (سكر) وأكسجين، وتستخدم النباتات الكلوروفيل والأصباغ الأخرى لامتصاص ضوء الشمس، مما يؤدي إلى تحويل الماء وثاني أكسيد الكربون إلى جلوكوز وأكسجين.

وتحاكي البطارية الجديدة -التي طورها الباحثون ونُشرت تفاصيلها في دورية “آر إس سي أبلايد إنترفاسيس”- هذه العملية لتحويل الطاقة، وعوضا عن ضوء الشمس تستخدم المغنيسيوم كركيزة لتوليد الطاقة من الأكسجين والماء، وعندما تعمل البطارية يخضع المغنيسيوم لتفاعلات كيميائية مع الأكسجين والماء، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة بطريقة مشابهة لكيفية تحويل النبات ضوء الشمس إلى طاقة كيميائية أثناء عملية التمثيل الضوئي.

كيف تُصنع البطارية الجديدة؟

تعتمد البطارية الجديدة على ركيزة من الورق، وهذه هي خطوات تصنيعها كما يوضحها بيان صحفي أصدرته جامعة توهوكو:

  • أولا: تحضير الركيزة الورقية

تبدأ العملية باختيار الركيزة الورقية المناسبة، ويجب أن يكون الورق المستخدم خفيف الوزن ورفيعا وقادرا على حمل مكونات البطارية، ويُقطع الورق بالحجم والشكل المطلوب للبطارية.

  • ثانيا: ربط رقائق المغنيسيوم

تُربط طبقة رقيقة من رقائق المغنيسيوم على جانب واحد من ركيزة الورق، وتعمل رقائق المغنيسيوم هذه بمثابة “الأنود” للبطارية، وتحدث التفاعلات الكهروكيميائية أثناء تشغيل البطارية.

  • ثالثا: تطبيق محفز الكاثود

على الجانب الآخر من الركيزة الورقية، يُطبَّق محفز الكاثود، ويُسهل محفز الكاثود تقليل الأكسجين أثناء عملية تفريغ البطارية، ويساعد على تحسين كفاءة البطارية وأدائها.

  • رابعا: إضافة طبقة انتشار الغاز

تُضاف طبقة انتشار الغاز أعلى محفز الكاثود، وتساعد هذه الطبقة على ضمان الانتشار الفعال للأكسجين إلى الكاثود أثناء تشغيل البطارية، وتعزز الأداء السليم لتفاعل تقليل الأكسجين.

 

وحققت البطارية في الاختبارات التي أجراها الباحثون قِيما إيجابية في الجهد والكثافة، وكذلك في إنتاج الطاقة والاستقرار التشغيلي، وكانت على النحو التالي:

  • الجهد والكثافة:

حققت البطارية جهد دائرة مفتوحة قدره 1.8 فولت وكثافة تيار تبلغ 1.0 فولت عند 100 ملّي أمبير/سم²، وتشير هذه القيم إلى الإمكانات الكهربائية ومعدل تدفق التيار داخل البطارية على التوالي.

وفقا للاختبارات، كان الحد الأقصى لطاقة خرج البطارية يبلغ 103 ملي واط/سم²، ويعكس هذا المقياس المعدل الذي يمكن للبطارية من خلاله توصيل الطاقة الكهربائية لكل وحدة مساحة، وتشير الطاقة الناتجة إلى كفاءة أكبر في تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية.

  • الاستقرار التشغيلي:

حققت البطارية قدرة على الحفاظ على أداء ثابت مع مرور الوقت، وفي ظل ظروف مختلفة تعكس كفاءتها، ويشير خرج الطاقة المستقر والموثوق إلى نظام بطارية مصمم جيدا وفعال.

مزايا بيئية.. استخدام مختلِف للورق

إضافة لهذه المزايا التشغيلية الهامة فإن للبطارية الجديدة مزايا بيئية مهمة، منها أنها أتاحت استخداما جديدا للورق. ولأكثر من ألفي عام كان الورق عنصرا أساسيا في الحضارة الإنسانية، ومؤخرا لن يقتصر استخدامه على الكتابة فقط، بل ربما يلعب دورا محوريا في تحقيق مستقبل أكثر اخضرارا.

ويُستخدم الورق في تصنيع الأجهزة الورقية خفيفة الوزن والرفيعة، مما يقلل الاعتماد على المواد المعدنية أو البلاستيكية، وفي الوقت نفسه يسهل التخلص منها، لتظهر أجهزة التشخيص الورقية التي توفر اكتشافا اقتصاديا وسريعا للأمراض المعدية، ودعَم الفريق الياباني استخدامها في إنتاج البطاريات وأجهزة الطاقة التي توفر بديلا صديقا للبيئة لتوليد الطاقة.

يقول الباحث المشارك بالدراسة “هيروشي يابو” في البيان الصحفي: “لم تُظهر بطاريتنا أداء مثيرا للإعجاب فحسب، بل إنها تعمل بمواد صديقة للبيئة، وعوضا عن استخدام مواد سامة تستخدم كاثودات الكربون والمحفز الكهربائي الصبغي الذي خضع لتقييمات صارمة للسلامة، وهذا يسلط الضوء على الالتزام بإيجاد حلول للطاقة المستدامة دون المساس بالتأثير البيئي”.

وعن استخدامات هذه البطارية يوضح يابو أنهم اختبروها عن طريق دمجها بأجهزة يمكن ارتداؤها مثل مستشعر مقياس التأكسج النبضي أو جهاز تعقب (جي بي إس) أو جهاز تتبع اللياقة البدنية الذي يراقب معدل ضربات قلبك بسلاسة ويتتبع موقعك أثناء الأنشطة الخارجية.

البطارية الجديدة أظهرت قيما إيجابية في تجارب المختبر، لكنها تواجه تحديات في نقلها لمستوى الإنتاج التجاري المصدر: Credit: RSC Applied Interfaces (2024). DOI: 10.1039/D4LF00039K الرابط: https://www.electronicsforu.com/news/paper-based-magnesium-air-battery-for-wearables

فكرة مبتكرة.. تحديان كبيران

ومن جانبه يصف الأستاذ المساعد في قسم الكيمياء والكيمياء الحيوية بجامعة كاليفورنيا لوس أنجلوس الأميركية “ماهر القاضي”، هذه الفكرة بأنها إضافة مهمة لعالم البطاريات، لكونها توازن بين تحقيق الكفاءة التشغيلية مع مراعاة الأثر البيئي.

لكنْ ورغم إشادة القاضي بما أنجزه الباحثون اليابانيون على مستوى المختبر، فإنه يرى أن إنتاج تلك البطارية على المستوى التجاري سيواجه تحديين كبيرين، أولهما أنها تمثل شكلا جديدا غير مألوف قياسا بالأشكال المعروفة للبطاريات مثل الأشكال الأسطوانية أو الأشكال التي تأخذ شكل العملة المعندية وغيرها.

ويقول في حديث مع “الجزير نت” عبر حسابه الشخصي على موقع فيسبوك: “إذا كان أي تغيير في التركيبة الكيميائية للأشكال المعروفة للبطاريات يحتاج لوقت لا يقل عن 10 سنوات للانتقال من المختبر إلى التصنيع، فإنه مع البطارية الجديدة سيزيد هذا الوقت بكثير، لأنها تقدم شكلا جديدا وتستخدم خامة جديدة، وبالتالي يحتاج إنتاجها إلى بناء بنية تحتية جديدة ومختلفة”.

ويضيف أن “التحدي الآخر هو أن تلك البطارية من بطاريات الاستخدام الواحد، وتنتهي صلاحيتها بانتهاء المغنسيوم عند القطب السالب، وبالتالي فإن الجدوى الاقتصادية ستكون عاملا مهما في تقييمها حتى لو كان لها أثر بيئي إيجابي”.

شاركها. فيسبوك تويتر بينتيريست لينكدإن Tumblr البريد الإلكتروني

المقالات ذات الصلة

الذكاء الاصطناعي في خدمة الحوامل.. كيف يمكن أن ينقذ حياتهن؟

تكنولوجيا الأحد 15 فبراير 8:37 ص

مفاجأة.. الذكاء الاصطناعي استخدم في القبض على مادورو

تكنولوجيا السبت 14 فبراير 5:10 ص

"أوبن إيه آي" تحذر المشرعين الأميركيين من تحايل "ديب سيك"

تكنولوجيا الجمعة 13 فبراير 3:43 ص

البنتاغون يسعى لفك قيود الذكاء الاصطناعي على الشبكات السرية

تكنولوجيا الخميس 12 فبراير 2:30 م

طحنون بن زايد يبحث مع رئيسة شركة “ميتا” فرص التعاون

تكنولوجيا الخميس 12 فبراير 3:19 ص

الإمارات ترسخ مكانتها كأحد أبرز قادة الذكاء الاصطناعي عالميا

تكنولوجيا الخميس 12 فبراير 2:18 ص

الإمارات تطلق شراكة عالمية مع ستارلينك لإتاحة التعليم الرقمي

تكنولوجيا الثلاثاء 10 فبراير 4:45 م

تحذير علمي من “أسلوب شائع” للاستغراق في نوم عميق

تكنولوجيا الثلاثاء 10 فبراير 7:36 ص

إيلون ماسك يعلن خطة لبناء “مدينتين” على القمر والمريخ

تكنولوجيا الإثنين 09 فبراير 4:09 ص
اترك تعليقاً
اترك تعليقاً إلغاء الرد

خدمة الإشعارات البريدية

اشترك معنا في خدمة النشرة البريدية ليصلك اخر الاخبار المحلية والعالمية مباشرة الى بريدك الإلكتروني.

اخر الاخبار

سابقة تستهدف القدس.. تحرك عمراني يكشف "خطة خبيثة"

الإثنين 16 فبراير 10:09 ص

الخارجية الإيرانية: رفع العقوبات لا ينفصل عن مصالحنا

الإثنين 16 فبراير 10:06 ص

عملية "ويندلورد".. تفاصيل نقل مفاعل نووي جوا في سابقة نادرة

الإثنين 16 فبراير 8:03 ص

تصعيد إسرائيلي بـ”تسوية الأراضي”.. ضم مقنع أم معركة انتخاب؟

الإثنين 16 فبراير 7:06 ص

مغربية تتوّج بلقب "صانعة الأمل الأولى" في العالم العربي

الأحد 15 فبراير 10:48 م

صحيفة العرب تربيون هي صحيفة يومية عربية تهتم بآخر اخبار المملكة العربية السعودية والخليج العربي والشرق الأوسط والعالم. تابع معنا اخر اخبار الاقتصاد والرياضة والسياسة واهم القضايا التي تهم المواطن العربي.

فيسبوك X (Twitter) الانستغرام يوتيوب
اهم الأقسام
  • اقتصاد
  • تكنولوجيا
  • ثقافة وفن
  • دولي
  • رياضة
  • صحة وجمال
  • منوعات
روابط هامة
  • اخر الاخبار
  • فيديو
  • عاجل الآن
  • الشروط والأحكام
  • عن الشركة
  • تواصل معنا
  • النشرة البريدية

خدمة الإشعارات البريدية

اشترك معنا في خدمة النشرة البريدية ليصلك اخر الاخبار المحلية والعالمية مباشرة الى بريدك الإلكتروني.

2026 © صوت الإمارات. جميع حقوق النشر محفوظة.
  • من نحن
  • سياسة الخصوصية
  • اعلن معنا
  • اتصل بنا

اكتب كلمة البحث ثم اضغط على زر Enter