أندرويد للعرب

لا يوجد أي داعي للحديث عن أكبر كوابيس مستخدمي الهواتف الذكية: البطاريات. فمن ناحية، يتوجب على المستخدمين شحن بطارياتهم بشكلٍ دوريّ لضمان استمرار عمل هاتفهم، ومن ناحيةٍ أخرى، تعاني البطاريات من ضعف الأداء مع مرور الزمن. الخبر الجيد أن كل هذه المخاوف من شأنها أن تتبدد وفقًا لبحثٍ علميّ جديد.

يتم العمل حاليًا على إيجاد طرق ووسائل من أجل تحسين أداء بطاريات شوارد الليثيوم Li-Ion المستخدمة على نطاقٍ واسع في الأجهزة الإلكترونية، سواء كانت حواسيب محمولة أو حواسيب لوحية أو هواتف ذكية أو حتى ساعات ذكية، والعديد من الأجهزة الإلكترونية الأخرى، مثل شركة سوني على تعمل على تطوير بطاريات كبريت الليثيوم، وشركة هيتاشي التي تسعى لتطوير أداء بطاريات شوارد الليثيوم نفسها. على الرغم من الأداء الجيد لهذه البطاريات من حيث كثافة الطاقة الكبيرة التي تستطيع تخزينها، إلا أنها لا تزال تمتلك سلبيات تتعلق بسرعة الشحن من ناحية، ومن تناقص عمرها الافتراضيّ من ناحيةٍ أخرى، حيث يمكن لبطاريات شوارد الليثيوم أن تعمل بشكلٍ ممتاز حتى حوالي 1500 دورة شحن/تفريغ (بشكلٍ وسطيّ) ليبدأ بعدها أداء البطارية بالانخفاض.

بالنسبة للحلول المُقترحة فهي تتضمن استخدام مواد وطرق جديدة لبناء البطاريات، أشهرها المكثفات الفائقة Supercapacitor التي تعد من أفضل وسائل تخزين الطاقة بفضل قدرتها المميزة على الشحن والتفريغ بسرعةٍ عالية جدًا، والتي تصل إلى عدة ثواني. المُشكلة أن تصنيع بطارية لهاتفٍ ذكيّ اعتمادًا على المكثفات الفائقة، بحيث تمتلك نفس كثافة الطاقة الخاصة ببطاريات شوارد الليثيوم سيؤدي إلى جعل حجم البطارية كبير جدًا.

• اقرأ أيضًا: أفضل هواتف أندرويد من حيث البطارية

لذلك عمل فريق بحثيّ من جامعة فلوريدا UCF على إيجاد حلٍ مبتكر لهذه المشكلة، وذلك عبر اللجوء لتقانة النانو Nanotechnology واستخدام مادة الجرافين، التي يعول عليها الباحثون بشكلٍ كبير لتقدم حلولًا فعالة في مجال الإلكترونيات. ما قام به الباحثون هو بناء مكثفٍ فائق اعتمادًا على مادة الجرافين، حيث تتكون البطارية من أسلاكٍ صغيرة ذات ثخانة من رتبة النانومتر تم تغطيتها بمادة الجرافين ثنائية البعد، ما أدى بالنتيجة للحصول على نواةٍ ذات ناقلية عالية (بفضل الخواص الكهربائية لمادة الجرافين) تؤمن سرعة كبيرة لحركة وتبادل الشحنات، ما يعني بالنتيجة سرعة شحن وتفريغ عالية. بالإضافة لذلك، وبفضل الخواص البنيوية لمادة الجرافين، تمكن الباحثون من جعل نواة البطارية الخاصة بهم كثيفة، ما يعني الحصول على كثافة شحنات كهربائية عالية مماثلة لتلك الموجودة في بطاريات الليثيوم.

كنتيجة لهذا العمل، تم الحصول على بطاريةٍ جديدة، ذات خواص متميزة تتفوق فيها على كافة بطاريات شوارد الليثيوم المتوفرة تجاريًا. يقول الباحثون أن بطاريات الليثيوم التجارية تمتلك عمر افتراضيّ قدره 1500 دورة شحن/تفريغ بدون أي تناقص بعمر البطارية، بينما تمتلك بطاريتهم الجديدة عمرًا افتراضيًا قدره 30000 دورة شحن/تفريغ بدون تناقص عمر البطارية. لا ننسى الميزة الأساسية وهي إمكانية شحن البطارية خلال زمنٍ قياسيّ يبلغ بضعة ثواني. أخيرًا، وبفضل الخواص الميكانيكية الفريدة لمادة الجرافين، فإن هذه البطاريات تتميز بكونها مرنة، وقادرة على تحمل الضغوط بشكلٍ جيد.

• اقرأ أيضًا: تأكد من صلاحية البطارية والشاحن عبر تطبيق Ampere

حاليًا، لا تزال هذه التقنية في مختبرات مركز جامعة فلوريدا لأبحاث تقانة النانو، ويقول الفريق أن التقنية حاليًا غير جاهزة للاستثمار التجاريّ، إلا أنهم قد تمكنوا من إثبات الفكرة وبناء نموذجٍ أوليّ لمثل هكذا بطارية. بكل الأحوال، يبقى مثل هكذا خبر أمرًا جيدًا بالنسبة لكل المستخدمين، لأنه يعني أنه بغضون السنوات المقبلة قد نحصل على بطارية الأحلام التي ستعالج معظم مشاكل استهلاك الطاقة في الهواتف الذكية وغيرها من الأجهزة الإلكترونية.

المصدر

المصدر: بطارية الأحلام: تقنية جديدة تسمح بتطوير بطاريات تشحن خلال ثواني!

تخطط شركة سوني اليابانية لتقديم نمط جديد من البطاريات بحلول عام 2020، وهي بطاريات كبريت الليثيوم Lithium-Sulfur، كبديل عن بطاريات شوارد الليثيوم Lithium-Ion المعتمدة حاليًا في الأجهزة والهواتف الذكية. بناءً على خطط الشركة، فإن البطاريات الجديدة ستكون قادرة على تقديم عمر أفضل بـ 40% من البطاريات الحالية.

لطالما كان موضوع استهلاك الطاقة أحد أكبر المشاغل فيما يتعلق بالهواتف الذكية. تشغيل ميزات الهواتف الذكية المتنوعة سيتطلب قدرًا جيدًا من الطاقة الكهربائية، والبطاريات الحالية تستطيع أن تشغل الهاتف بشكلٍ جيد لمدة 24 ساعة بشكلٍ وسطيّ. على الرغم من أن بعض الأجهزة تتميز ببطارياتٍ أقوى من غيرها، إلا أن المشكلة الأساسية هي بنوع البطاريات المستخدمة حاليًا، وهي بطاريات شوارد الليثيوم، والتي يبدو أنها لن تكون قادرة على تقديم حلولٍ فعالة تتناسب مع تطور الأجهزة الذكية والميزات التي تتمتع بها. الحل سيكون عبر تطوير تقنيةٍ جديدة، ويبدو أن أفضل شركة للتصدي لهذه المهمة هي سوني.

لماذا سوني؟

حسنًا، لنعد للبدايات: سوني هي من أول من أطلق البطاريات المُعتمدة على شوارد الليثيوم، وذلك في عام 1991، لتكون ثورة حقيقية بمجال البطاريات والطاقة الكهربائية. حاليًا، وعلى الرغم من الأداء الممتاز لبطاريات سوني، إلا أن الشركة لا تستحوذ إلا على 8% من إجمالي سوق بطاريات الأجهزة الذكية، في حين تمتلك سامسونج (عبر فرعها Samsung SDI المتخصص بالبطاريات) حصةً سوقية تبلغ 20%، وكذلك الأمر بالنسبة لـ LG. بمثل هكذا خطوة، ستستطيع سوني العودة وبقوة لاحتلال حصة سوقية في مجالٍ تسيّدته يومًا، وكانت – ولا تزال – أحد أبرز المُطوّرين فيه.

سامسونج بدورها تعمل أيضًا على تطوير نمطٍ جديد من البطاريات، ولكنها اتجهت نحو الاعتماد على التقانة النانوية والتطوير بمادة الجرافين، وعلى الرغم من الخصائص الفائقة لهذه المادة، إلا أنه لا يبدو أنه هنالك أمل برؤيتها ضمن تطبيقاتٍ تجارية ضمن المدى المنظور، فهي لا تزال قيد الاختبار والبحث. حلول سوني تبدو واقعية أكثر وأقرب للتطبيق والتسويق التجاري.

لماذا بطاريات كبريت الليثيوم؟

تعتمد تقنية بطاريات شوارد الليثيوم الحالية على شحن/تفريغ شوارد الليثيوم بين أقطاب البطارية. قدرة البطارية وقوتها الأساسية تعود لقدرتها على تخزين كميات أكبر من الشوارد الكهربائية، ما يعني طاقة كهربائية أكبر، بالإضافة لزمن الشحن/التفريغ الذي تستطيع أن تقدمه. بطاريات كبريت الليثيوم تستطيع أن تقدم طاقة كهربائية تعادل 500 واط/ساعي لكل كغ، بينما تتراوح قدرة بطاريات شوارد الليثيوم ما بين 150-200 واط/ساعي لكل كغ. بمعنى آخر، تمتلك بطاريات كبريت الليثيوم قدرة تخزين طاقة كهربائية أفضل Higher Power Density.

ما هو المميز ببطاريات سوني؟

بحسب الشركة، فإن بطاريات كبريت الليثيوم الجديدة والمقبلة منها، ستكون قادرة على تقديم عمر أطول للبطارية أفضل بنسبة 40% من البطاريات الحالية، وذلك ضمن نفس الحجم. هذا يعني أنه يمكن استغلال البطاريات ضمن التصاميم الحالية للهواتف الذكية بما يجعلها أكثر قدرة على العمل، وبنفس الوقت، ستستطيع هذه البطاريات أن توفر للمصنعين الوسيلة الممتازة لجعل الهواتف أقل سماكة، كون البطارية تشغل المساحة الأكبر من سماكة الجهاز.

بكل الأحوال، فإن هذا الإعلان هو عن خطة حتى عام 2020، وهذا يعني أن المشاكل التقليدية المتعلقة ببطاريات الهواتف ستبقى موجودة بالوقت الحالي، ما لم تأخذ شركة أخرى الأسبقية وتعلن عن تطويرٍ جذريّ بمجال البطاريات.

المصدر