Batteries

أطفال فضوليون هي سلسلة للأطفال من جميع الأعمار.إذا كان لديك سؤال وترغب في أن يجيب عليه أحد الخبراء، أرسله إلى Curiouskidsus@theconversation.com. لماذا لا توجد سيارات تعمل بالطاقة الشمسية؟- إيما، 16 سنة، سبرينجفيل، يوتا السيارات الشمسية موجودة.أفضل مكان لرؤيتهم هو التحدي العالمي للطاقة الشمسية, وهو السباق الذي يقام كل عامين في أستراليا.يتعين على المتنافسين القيادة لمسافة حوالي 1870 ميلاً (3000 كيلومتر)، من داروين على الساحل الشمالي للبلاد إلى أديلايد على ساحلها الجنوبي، باستخدام الطاقة من الشمس فقط. تبدو العديد من السيارات التي تتنافس في هذا السباق أشبه بألعاب الملاهي أو مركبات الخيال العلمي أكثر من السيارات التي تراها على الطريق.وهذا يخبرك شيئًا عن سبب عدم كون السيارات الشمسية خيارًا للسفر اليومي، على الأقل حتى الآن. جمع ما يكفي من ضوء الشمس وبينما يسقط الكثير من ضوء الشمس على الأرض خلال النهار، فإن الضوء تصبح متناثرة أثناء انتقاله عبر الغلاف الجوي، فإن الكمية التي تصل إلى أي سطح تكون منخ...

إذا بحثت في درج المرافق الخاص بك مؤخرًا، فربما لاحظت الأشكال والأحجام والأنواع المختلفة للبطاريات التي تشغل أجهزتك الإلكترونية.أولاً، هناك خلايا الأزرار المستديرة غير القابلة لإعادة الشحن لساعاتك وأغراضك الصغيرة.هناك أيضًا البطاريات الأسطوانية AA وAAA المشهورة للآلات الحاسبة والساعات وأجهزة التحكم عن بعد.ثم لديك بطاريات الليثيوم أيون القابلة لإعادة الشحن في أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الخاصة بك.ولا تنسَ بطارية الرصاص الحمضية الموجودة في سيارتك. أنا أستاذ الذي يدرس البطاريات والكيمياء الكهربائية.لفهم سبب ظهور البطاريات كثيرًا أحجام وأشكال مختلفة - وتخدم العديد من الأغراض - انظر إلى الماضي، وكيف نشأت البطاريات وكيف تطورت على مر السنين. تم تصنيع البطاريات الأولى في القرن التاسع عشر، وكانت بسيطة للغاية.إحدى المظاهرات الأولى كانت أ سلسلة من الأقراص المعدنية المنقوعة في محلول ملحي, والتي وجدها العالم الإيطالي أليساندرو فولتا تولد تيارًا كهربائيًا.تم تصنيع أول بطارية حمض الرصاص من أ بضع قطع من الرصاص في وعاء من حامض الكبريتيك.الإصدارات الحديثة لا تختلف كثيرا.إنها أسهل في التصنيع...

في أ دراسة منشورة حديثا, ، نحن نصف تصميمنا لبطارية قابلة لإعادة الشحن ذاتية الإطفاء.فهو يحل محل الإلكتروليت الأكثر استخدامًا، وهو شديد الاشتعال - وهو وسط يتكون من ملح الليثيوم ومذيب عضوي - بمواد موجودة في طفاية حريق تجارية. يسمح الإلكتروليت لأيونات الليثيوم التي تحمل شحنة كهربائية بالتحرك عبر فاصل بين الأطراف الموجبة والسالبة لبطارية الليثيوم أيون.من خلال تعديل المبردات التجارية ذات الأسعار المعقولة لتعمل كإلكتروليتات للبطارية، تمكنا من إنتاج بطارية تطفئ نيرانها بنفسها. لقد عمل الإلكتروليت الخاص بنا بشكل جيد عبر نطاق واسع من درجات الحرارة، من حوالي 100 إلى 175 درجة فهرنهايت (ناقص 75 إلى 80 درجة مئوية).البطاريات التي أنتجناها في المختبر بهذا الإلكتروليت تنقل الحرارة بعيدًا عن البطارية بشكل جيد للغاية، وتطفئ الحرائق الداخلية بفعالية. لقد أخضعنا هذه البطاريات لاختبار اختراق المسامير، وهي طريقة شائعة لتقييم سلامة بطارية أيون الليثيوم.القيادة أ مسمار من الفولاذ المقاوم للصدأ من خلال بطارية مشحونة يحاكي ماس كهربائي داخلي.إذا اشتعلت النيران في البطارية، فإنها تفشل في الاختبار.عندما...

بعد ما يقرب من عقدين من الركود، الولايات المتحدةالطلب على الكهرباء آخذ في الارتفاع, مدفوعة بأعداد متزايدة من السيارات الكهربائية ومراكز البيانات ومكيفات الهواء في مناخ دافئ.لكن محطات الطاقة التقليدية التي تولد الكهرباء منها الفحم, الغاز الطبيعي أو الطاقة النووية يتقاعدون بشكل أسرع من بناء منشآت جديدة في هذا البلد.معظم إمدادات جديدة يأتي من مزارع الرياح والطاقة الشمسية، التي يختلف إنتاجها باختلاف الطقس. وهذا ما جعل شركات الطاقة تبحث عن طرق جديدة لتحقيق التوازن بين العرض والطلب.أحد الخيارات التي يلجأون إليها هو محطات الطاقة الافتراضية. هذه ليست منشآت ضخمة تولد الكهرباء في موقع واحد.بل هي عبارة عن تجمعات من منتجي ومستهلكي ومخزني الكهرباء ــ المعروفين مجتمعين بموارد الطاقة الموزعة ــ التي يستطيع مديرو الشبكات الاستعانة بها عند الحاجة. قد تقوم بعض هذه المصادر، مثل البطاريات، بالتوصيل الطاقة الكهربائية المخزنة.وقد يكون آخرون مستهلكين كبار للكهرباء، مثل المصانع، التي وافق أصحابها على تقليص استخدامهم للطاقة عندما يكون الطلب مرتفعا، مما يحرر الطاقة لعملاء آخرين.عادة ما تكون مصادر الطا...

في عصر الإلكترونيات الحالي، أصبحت بطاريات الليثيوم أيون القابلة لإعادة الشحن منتشرة في كل مكان.وبالمقارنة مع الإصدارات التي تحتوي على حمض الرصاص والتي هيمنت على سوق البطاريات لعقود من الزمن، يمكن لبطاريات الليثيوم أيون أن تشحن بشكل أسرع وتخزن المزيد من الطاقة بنفس القدر من الوزن. تجعل هذه الأجهزة أدواتنا الإلكترونية وسياراتنا الكهربائية أخف وزنًا وتدوم لفترة أطول، ولكن لها أيضًا عيوبًا.أنها تحتوي على الكثير من الطاقة، وإذا اشتعلت فيها النيران، فإنها تحترق حتى يتم إطلاق كل تلك الطاقة المخزنة.يمكن أن يؤدي الإطلاق المفاجئ لكميات هائلة من الطاقة إلى انفجارات تهدد الأرواح والممتلكات. كالعلماء الذين يدرسون توليد الطاقة, تخزين و تحويل, ، و هندسة السيارات, ، لدينا اهتمام قوي بتطوير البطاريات كثيفة الطاقة والآمنة.ونحن نرى علامات مشجعة على أن الشركات المصنعة للبطاريات تحرز تقدماً نحو حل هذه المشكلة التقنية الهامة. يعد تجنب الشحن الزائد أحد الطرق لتقليل مخاطر حرائق بطاريات الليثيوم أيون. خطر حريق جديد ويشهد النقل الحضري تحولاً تحويلياً نحو الكهرباء.م...