الأمريكيون يصممون بطارية كهربائية مثلى باستخدام خوارزميات الكم

وجد العلماء الأمريكيون سبيلا للتنبؤ في تصرف بطاريات شبه مثالية بعمر خدمة مديد باستخدام طرق كمومية.

ونُشرت نتائج الدراسة في مجلة ACS Applied Materials & Interfaces العلمية.

قال الباحثون في جامعة تكساس الأمريكية إنهم وجدوا سبيلا للتنبؤ بالتفاعلات التي تجري داخل بطاريات الليثيوم المعدنية، باستخدام خوارزميات الكم.

وأوضح مؤلفو البحث العلمي أهمية الدراسة قائلين إن سطح بطاريات الليثيوم المعدنية شديد التفاعل و يصعب على علماء الكيمياء إلى حد الآن فهم معظم تلك التفاعلات. 

وبحسب العلماء عند تطوير البطاريات الكهربائية، من المهم إدراك أنواع التفاعلات التي تحدث وكيف يمكن إبطاؤها.

و أوضحت بروفيسورة جامعة تكساس، بيرلا بالبوينا، أن "فهم هذه المسائل سيمكنّنا من البدء في تسويق بطاريات الليثيوم المعدنية في المستقبل القريب".

فيما أشار الأخصائيون إلى أنه عند إنتاج بطاريات الليثيوم المعدنية، يتم تشكيل غشاء رقيق على الأنود (القطب الموجب)، و الذي يتكون من عدة مكوّنات. وإن تركيبته الكيميائية أمر بالغ الأهمية لزيادة إنتاجية البطارية وإطالة عمرها.

و قام الباحثون بنمذجة الواجهة على المستوى الذري وحلوا معادلات كيميائية كموية دقيقة لرسم خريطة لتطور تفاعل زمني له علاقة بتكوين البوليمير.

و هناك العديد من الأساليب التجريبية التي تساعد في تتبع التفاعلات والتحكم فيها، لكنها معقدة. وقالت، بالبوينا: "من خلال هذه المحاكاة، يمكننا الحصول على أفكار جديدة. وحسب العلماء، فإن دراستهم تعطي إمكانية استخدام طرق جديدة لتصميم البطاريات منخفضة التكلفة، والتي تتمتع أيضا بعمر أطول.

وقالت الباحثة:" في ديسمبر الماضي، تحدث العلماء الأمريكيون عن طريقة لإحياء البطاريات الكهربائية القديمة عن ابتكار طريقة لتنشيط الليثيوم. وتمكّن المتخصصون أثناء التجربة من ضبط شحن البطارية القديمة بطريقة زادت من عمرها بنسبة 30%."