سولارابيك، الصين- 26 يوليو 2025: كشف فريق من الباحثين الصينيين عن تصميم ثوري لبطارية كمومية تستخدم عيوبًا بلورية في الماس لمقاومة الفقدان التلقائي للطاقة، وهو العيب الجوهري الذي أعاق تطور هذه التقنية لعقود. يفتح هذا الإنجاز الباب أمام تخزين الطاقة لفترات أطول بكفاءة غير مسبوقة، مما يقرّبنا من حقبة جديدة من الأجهزة الإلكترونية فائقة الأداء.
تفاصيل الابتكار الماسي
تستغل البطارية الجديدة ما يُعرف بـ”مراكز النيتروجين الشاغرة” (NV centers) داخل تركيب الماس، حيث يعمل الدوران المغزلي لإلكترون هذا المركز بمثابة قلب البطارية النابض. وقد وجد الباحثون من جامعة هوبي والأكاديمية الصينية للعلوم وجامعة لانتشو أن هذه المراكز تمتلك قدرة ذاتية على كبح ظاهرة “التفريغ الذاتي” دون الحاجة إلى أي دارات تحكم خارجية أو شواحن كمومية معقدة. كانت التصاميم السابقة للبطاريات الكمومية تعاني من ظاهرة “إزالة الترابط الكمومي”، التي تتسبب في تفاعل البطارية مع محيطها وتبديد طاقتها المخزنة بسرعة، مما يجعلها غير عملية.
آلية العمل ومستقبل الطاقة
يعتمد التصميم المبتكر على “التفاعل فائق الدقة” بين إلكترون مركز النيتروجين ونواة النيتروجين، وهي آلية كمومية داخلية تمنح الباحثين سيطرة دقيقة على كيفية تخزين الطاقة والحفاظ عليها. يسمح هذا التفاعل بالحفاظ على الجزء المترابط من الطاقة، الذي يتحلل ببطء شديد مقارنة بالطاقة غير المترابطة، مما يزيد من “الإرغوتروبي”، وهو مقياس أقصى عمل مفيد يمكن استخلاصه من النظام. ويتفوق هذا التصميم على سابقاته التي كانت تتطلب شواحن كمومية خارجية، الأمر الذي يؤدي إلى “تشابك” الشاحن مع البطارية وتقليل مقدار الطاقة القابلة للاستخدام. ومع استقرار خصائص مراكز النيتروجين الشاغرة في درجة حرارة الغرفة، فإن هذا النموذج لا يمثل إنجازًا نظريًا فحسب، بل يضع أساسًا متينًا لتطبيقات عملية في مجالات الاستشعار والحوسبة الكمومية، ويمهد الطريق لجيل جديد من تقنيات الطاقة النظيفة والسريعة.
..تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: interesting engineering
