أ .أشواق عبدالرحمن العطيوي

محضرة مختبرات- قسم الكيمياء-كلية التربية بالزلفي

بطاريات جديدة

بطاريات جديدة من الألمنيوم للقضاء على بطاريات الليثيوم



منافس جديد لبطاريات الليثيوم يمتلك القدرة على إعادة الشحن في غضون دقيقة واحدة، ويعمل بكفاءة عالية حتى بعد إعادة الشحن لآلاف المرات، هذه البطاريات الجديدة مصنوعة من الألمنيوم ما يجعلها أرخص وآمن من نظيراتها المصنوعة من الليثيوم.

يقول الفريق الأمريكي الذي اخترع هذه البطاريات بأن هذه التكنولوجيا ستصل إلى المنازل، وستساعد على خزن الطاقة المتجددة لشبكات الطاقة وحتى المركبات التي تعمل على البطاريات.

تعمل بطاريات الألمنيوم بنفس المبدأ الذي تعمل به بطاريات الليثيوم، إذ تتأكسد ذرات الفلز في قطب الأنود عند تفريغ الشحن محررة الإلكترونات في الدائرة الخارجية، وعند إعادة الشحن فإن الإلكترونات تعود إلى قطب الأنود من جديد.

تقدم بطاريات الألمنيوم حلولاً كبيرة لمشاكل بطاريات الليثيوم، فالألمنيوم أكثر المعادن وفرة على سطح القشرة الأرضية، وهو أرخص ثمناً، ونظراً لقابليته الضعيفة على التفاعل فإن خطر اشتعال البطارية أو انفجارها أمر مستبعد، بالإضافة إلى أن الألمنيوم المتأين يحرر ثلاثة إلكترونات مقارنة بالليثيوم المتأين والذي يحرر الكتروناً واحداً فقط، وهذا يجعل البطارية أكثر استيعاباً للشحن.

ولكن بطاريات الألمنيوم كانت تعاني من عدد من المشاكل، منها أن فولتية التفريغ غالباً ما تكون منخفضة بحدود 0.55 فولت وقد تعطل العديد من أقطاب الكاثود التي تم تجربتها مع الألمنيوم خلال دورات الشحن المتكررة، والذي سبب في خفض عمر هذا النوع من البطاريات إلى 85% أو أقل خلال 100 دورة.

أما اليوم، فقد كشف هونكجي داي Hongjie Dai وزملائه في جامعة ستانفورد في كاليفورنيا النقاب عن نموذج أولي لبطارية ذات كاثود مصنوع من الكارفيت فيه حل لهذه المشاكل.

لقد كان اكتشاف الخواص الفريدة للكرافيت عن طريق الصدفة، حيث كان الفريق يدرس جهد أفلام مصنوعة من أكسيد الفلز ككاثود، حيث استخدم الباحثون الكرافيت لزيادة التوصيلية، وعندما أظهرت الأفلام المتراكبة خواص مشابهة للبطاريات، قرر الفريق دراسة الموضوع بشكل أكبر.

استخدم فريق البحث كلوريد الألمنيوم الفلزي لتكوين Al2Cl7-، وعند دراسة كيمياء الكرافيت ككاثود اكتشف العلماء أن أنيون AlCl4-يمكن إقحامه واسترداده من بين طبقات الكرافيت.

مشاكل طبيعية

تعاني أقطاب الكرافيت الكاثودية الطبيعية من مشكلتين: الأولى: انخفاض سرعة الشحن والتفريغ القصوى بسبب انتشار أيونات AlCl4-الكبيرة بين السطوح الذرية. والأسوأ من ذلك، أن انتشار هذه الأيونات أدى إلى توسع الكرافيت خمسين مرة، ممزقاً إياه إلى رقائق ذرية طليقة.

جاء حل هاتين المشكلتين عن طريق رغوة الكرافيت التي أنتجها الفريق حيث يتم ترسيب الكاربون على النكيل ثم إذابة الفلز في حامض لإنتاج بنية كاربونية ذات مساحات ذرية كبيرة تسمح لأيونات AlCl4- بالدخول والخروج بسرعة عالية دون حدوث أضرار تذكر.

وباستخدام رغوة الكاربون الكاثودية وأقطاب جافة جداً، تمكن الباحثون من إنتاج نموذج أولي لبطارية ذات فولتية تفريغ تقدر بـ 2 فولت تقريباً، وذات سعة طاقة مشابهة لبطاريات الرصاص والنيكل.

لم تفقد هذه البطارية من قدرتها الاستيعابية إلا القليل بعد 7000 دورة، ما جعلها تتفوق بشكل كبير على بطاريات الليثيوم، والتي تدوم لما يقارب 1000 دورة. أما أهم ما يميز بطارية الألمنيوم الجديدة هو قدرتها على إعادة الشحن وبشكل آمن خلال 60 ثانية فقط، أي أنها أسرع بـ 100 مرة من أقصى سرعة شحن لبطاريات الليثيوم، كذلك يمكن طوي وحني البطارية بأمان، وقد قام الباحثون بإحداث ثقب خلال البطارية أثناء عملها ولم يسبب ذلك أي ضرر جراء التماس الكهربائي.

أما تجارياً، فقد بين داي بأن الشركات أبدت اهتماماً بهذا النوع من البطاريات، ويعتقد بأنها ستكون بديلاً واعداً لبطاريات النيكل في الأجهزة المنزلية، وربما في تخزين الطاقة الكهربائية في الشبكة.

في الوقت الحاضر فإن كثافة طاقة البطارية محدودة بأيون AlCl4- الكبير، ويأمل داي بأنّ هذا العمل سيفتح الأبواب للمزيد من الأبحاث في هذا المجال.

أبدى دون سادوي Don Sadoway من مؤسسة ماساشوسيتس للتكنولوجيا في الولايات المتحدة اهتمامه بهذا الموضوع قائلاً: “إنّ هذه العمل خطوة أولى لإظهار أن إعادة تدوير الألمنيوم ممكنة” ويقول أيضاً: “إنّ العائق الذي يمنع دخول بطاريات الليثيوم إلى مجال السيارات ليس كثافة الطاقة 150 وات/ساعة/كغ وهي كافية أصلاً، العائق الحقيقي هو التكلفة، فبطاريات الليثيوم مكلفة للغاية، وستبقى كذلك، والكثير من الناس في عالم صناعة البطاريات يعملون على المشكلة الخاطئة، أما هؤلاء فإنه يستحقون التقدير لأنهم عينوا المشكلة الحقيقية”.

الساعات المكتبية

الساعات المكتبية 7 ساعات

من الساعه 8 صباحا 

حتى 2 ظهرا .

أرقام الاتصال

أرقام الاتصال:

      

 0164043878

 

   a.alatawi@mu.edu.sa

استبيان

استبيان للطالبات لعام 1435_1436

استبيان لمعرفة مدى المامك باساليب واجراءت الامن والسلامه فالمختبرات الكيميائية::


استبيان الامن والسلامه في المعامل

شاركينا وادعمينا برأيك بامانه ومصداقيه لنصل معا لتحقيق اهدافنا....



اخبار


أعلان هام

اعلان هام


على جميع طالبات قسم الكيمياء الراغبات في الفصل الصيفي للعام الدراسي 1435-1436هـ التوجه لتسجيل أسماؤهن لدى مشرفة القسم .




على جميع طالبات قسم الكيمياء مراجعة جدول الأختبارات النهائية للفصل الدراسى الأول للعام الجامعي 1435/1436هـ مع ابداء الملاحظات في أسرع وقت ممكن .




دورات الجوده


مواقع مهمه

موقع الرسمي لجامعة المجمعه:



وزارة التعليم العالي :


موقع بيوتات الكيمياء التعليميه:


موقع كيمياء ×كيمياء:


موقع كيمياء الأطفال:



صحيفة تواصل

صحيفة تواصل

الملف الصحفي لجامعة المجمعه

الملف الصحفي

مواقع التواصل لجامعة المجمعة

تويتر لجامعة المجمعه


جامعة المجمعه


 فيس بوك لجامعة المجمعه جامعة المجمعه

الدرر البهية في التحاليل الكيميائية

كل ما يخص الكيمياء التحليلة 

كل ما يخص الكيمياء التحليله فتالغة العربية

....

.youtubeChemistryZulfi

موسوعة الجدول الدوري

موسوعه شامله للجدول الدوري

ممثلون من الذرات في أصغر فيلم متحرك

كيمياء النعناع البري

صورة الهيموغلوبين

مجلة نيتشر – العدد الرابع والعشرون

سيرة حياة ـ جابر بن حيان ـ أبو الكيمياء

حمض النيتريك يلتهم عملة نحاسيه

(الوان الفرح) تفاعل الماء مع هيدروكسيد الكالسيوم

(ثورة غضب)السكر مع حمض الكبرتيك

10 عادات للشخصية الناجحة

1-  السعي للتميز.
2- تحديد الأهداف. 
3- ترتيب الأولويات.
4-  التخطيط.
ا5-  التركيز.
6-  إدارة الوقت.
7-  جهاد النفس.
8-  البراعة الإتصالية.
9-  التفكير الإيجابي.
10-  التوازن.

شمعة البرتقال

s

روابط الذرات




متراكبات









للجزيئات رقيق الكلمات


و لهذه الجزيئات رقيق الكلمات :

صغـيرٌ ثنـائي في ذرّاته
مـوهـوبٌ متعـدد في صفـاتهِ
لا يعـرف للـراحةِ من سبيـل
دءوبٌ متنقـلٌ في ترحـالهِ
أكـاد أضيع خطـاه التي
أجـدها من حـولي بنسمـاتهِ

غرائب علمية

طلاء المعادن

موقع تعلم الكيمياء

معلومه كيميائيه


  • الشاردة: (من الإغريقية “شرَد to go”) هي ذرة أو جزيئة فقدت أو كسبت إلكترون أو أكثر وبذلك أصبحت مشحونة إيجاباً أو سلباً على التتالي، فمثلاً معدِن الألمنيوم يتحول بفقده لثلاثة إلكترونات إلى شرجبة الألمنيوم Al3+ كشرجبة أحادية الذرة، على حين أن لا معدِن الكبريت يشكل شرسبات أُكسوكبريتية مثل شرسبة الكبريتات SO42– كشرسبة متعددة الذرات.

الطالب الكيميائي

لابد أن يهيئ نفسه تماما لإستقبال المعلومات الكيميائيه بوضوح وتركيز
ودقه عاليه في الفهم

حيث ان ظروف الطالب الكيميائي لاتسمح له بغير ذلك نظرا لتعدد المناهج
الكيميائيه إضافه إلى كثرة العناصر الكيميائيه


ويجب على الطالب الكيميائي أن يميز مابين العناصر الكيميائيه من حيث
خواصها المتعدده وأعدادها الذريه والكتليه
وكما نعلم حفظ الجدول الدوري يقلل من مشاكل قلة فهل الطالب الكيميائي

إحصائية الموقع

عدد الصفحات: 635

البحوث والمحاضرات: 66

الزيارات: 19832