الاكتشاف الذي وصل إليه مهندسو جامعة RMIT لإعادة تدوير البطاريات
توصل المهندسون والدارسون في جامعة RMIT إلى تقنية جديدة تفتح أبوابا واسعة لإمكانية إعادة تدوير بطاريات الهاتف الذكي عبر تقنية جديدة تختص بإزالة الصدأ.
بفضل الاختراع النانومتري الجديد الذي جرى تطويره مؤخرا هذا، أصبح بالإمكان إعادة تدوير بطاريات الهاتف الذكي بعد سنتين أو ثلاث من الاستخدام مما يطيل من عمر البطارية بما يعادل ثلاثة أضعاف عمرها الافتراضي الحالي. ويعتقد فريق المهندسين والعلماء أن البطاريات التي يتم إعادة تدويرها قد تدوم لتسع سنوات بعد معالجتها بموجات الصوت ذات التردد العالي لإزالة الصدأ الذي يعيق ويعطل أداء هذه البطاريات عادةً.
في الوقت الحالي يتم تجميع نسبة قليلة جدا من البطاريات المستخدمة لإعادة تدويرها، وهذه النسبة في بلد ضخم مثل أستراليا على سبيل المثال لا تتجاوز 10%، أما الـ90% المتبقية من البطاريات المستهلكة فيتم رميها في مطامر القمامة أو التخلص منها بشكل غير سليم. يذكر أن التحدي الأكبر الذي يواجه عملية إعادة تدوير بطاريات الهواتف الخليوي يتمثل بالتكلفة المرتفعة للحصول على معدن الليثيوم وغيره من معادن تدخل في تركيب البطارية ولهذا يعتبر اختراع جامعة RMIT ذا أهمية كبيرة في تخطي هذا التحدي.
يعمل فريق المهندسين في جامعة RMIT على الاحتمالات التي تفتحها لهم التقنية النانومترية على القطع المصنعة بواسطة (MXene) وهي مشابهة للجرافين ولكن باستخدام تيار كهربائي عالي.
ويفيد المشرفون على المشروع بأن تقنية (MXene)، على عكس الجرافين، قابلة للتعديل والتصويب وتفتح مجموعة كبيرة من التطبيقات التكنولوجية في المستقبل. المشكلة الوحيدة التي تمت ملاحظتها في تقنية (MXene) هي التعرض السريع للصدأ مما يحد من ناقلية الكهرباء المطلوبة ويعطل عملها.
للتغلب على تحدي الصدأ السريع، لجأ العلماء إلى الموجات الصوتية على تردد محدد التي تعمل على إزالة الصدأ من (MXene) وتعيدها إلى حالتها الأصلية تقريبا.
يمكن لهذا الاكتشاف أن يساعد في المستقبل على إعادة بطاريات (MXene) إلى حالتها الأساسية الفعالة مما يطيل من عمرها الافتراضي بثلاثة أضعاف. إن القدرة على إطالة عمر البطارية المصنعة بتقنية (MXene) مهمة جدا في ضمان إمكانية استخدام هذه التقنية الجديدة في كافة الأجزاء الإلكترونية الممكنة.
يذكر أن البحث الذي يختص بتقنية إزالة الصدأ الجديدة بعنوان "استرداد الأجزاء ثنائية الأبعاد المؤكسدة المصنعة بتقنية (MXene) من خلال الاهتزاز الكهروميكانيكي على المستوى النانوي" وقد تم نشر البحث في مجلة "نيتشر كوميونيكيشنز".
كيف يعمل الاختراع النانوي الجديد؟
إن أكبر مشكلة في استخدام تقنية (MXene) هي الصدأ الذي يتشكل على السطح في بيئة رطبة أو عند وضع القطعة الإلكترونية في محلول مائي. يعرف الصدأ باسم أكسدة السطح ويصعب إزالته عن القطعة مع أنه أرق بكثير من شعرة الإنسان. والأساليب الحالية المستخدمة في تقليل الصدأ تعتمد على التغليف الكيميائي للقطعة الإلكترونية مما يحد من إمكانية استخدام (MXene) في تشكيلها الأساسي.
في هذا المشروع تبين لدينا أن تعريض الشرائح التي يتم تصنيعها بتقنية (MXene) إلى اهتزازات مرتفعة التردد لمدة قصيرة جدا من الوقت يؤدي إلى إزالة الصدأ عن الشريحة. يسمح هذا الإجراء البسيط جدا باستعادة أداء القطعة الإلكترونية الكهربائي والكهروميكانيكي.
ما هو مستقبل هذه التقنية الجديدة المستقبلي؟
عبر إزالة الصدأ من قطعة (MXene) الإلكترونية، تفتح التقنية النانوية الجديدة هذه أبواب الاستخدام في تطبيقات واسعة في مختلف القطاعات بما في ذلك تخزين الطاقة والحساسات والنقل اللاسلكي. كما أن القدرة على إزالة الصدأ عن القطع القديمة وإعادتها إلى وضعها الأصلي تقريبا تعتبر منعطفا هاما في الاقتصاد المستدام.
إن المواد المستخدمة في القطع الإلكترونية بما في ذلك البطاريات تعاني من الاهتلاك بعد فترة تقدر بسنتين إلى ثلاث سنوات من الاستخدام بسبب تشكل طبقة الصدأ. ويمكن باستخدام هذه التقنية إطالة عمر البطارية ومكوناتها لثلاث أضعاف من عمرها المفترض الحالي.
هل التقنية النانوية الجديدة جاهزة للتطبيق حاليا؟
مع أن الاختراع أو التقنية الجديدة النانوية مهمة وجديرة بالتقدير، يحتاج الفريق إلى العمل في مجال الصناعة لتضمين مكوناتها الدقيقة في أنظمة التصنيع الحالي وعملياتها.
كما أن فريق العمل المشرف على هذه التقنية يستكشف في الوقت الحالي استخدام هذا الاختراع لإزالة طبقات الأكسدة عن مواد أخرى لتطبيقات تتعلق بالحساسات والطاقة المتجددة.
نصائح للحفاظ على بطارية الهاتف لوقت أطول
خفض سطوع شاشة الهاتف الذكي
يمكن أن تساعد هذه الخطوة على الحفاظ على حياة البطارية خصوصا في الأجهزة الأكثر تطورا والتي تحتوي شاشاتها على عدد أكبر من البيكسلات.
في الحقيقة لا يحتاج المستخدم لأن يكون سطوع هاتفه الذكي 100% إلا خارج المنزل حيث يصعب رؤية العناصر على الشاشة تحت أشعة الشمس ما لم يكن سطوع الشاشة مرتفعا. ولهذا يمكن خفض السطوع إلى 75% أو أقل من ذلك بكثير في كل الأوقات الأخرى، كما أن الهواتف الحديثة مزودة بحساسات تلقائية للضوء المحيط تسمح بتغيير السطوع دون تدخل المستخدم.
اعتمد الوضع الليلي أو الوضع الداكن
تقدم معظم التطبيقات حاليا خيار الوضع الداكن أو الوضع الليلي مثل "فيسبوك" و"واتس آب" و"تلغرام" وغيرها، كما يمكن اختيار السمة الداكنة على الهاتف الخلوي ككل بهدف الحفاظ على البطارية لفترة أطول.
تعديل إعدادات استهلاك الطاقة
تعتبر الكثير من التطبيقات على الهاتف الذكي عالية الاستهلاك للطاقة، فتعمل على تحميل التحديثات خلال الليل أو ترسل للمستخدم إشعارات على مدار الساعة مما قد يضعف البطارية ويستهلك طاقتها.
يمكن تلافي هذه المشكلة عبر الدخول إلى إعدادات الطاقة والتطبيقات على الجهاز الخليوي وتعديلها بحيث لا يسمح الجهاز لهذه التطبيقات بالعمل المتواصل مما يحد من استهلاك البطارية ويطيل عمرها على المدى الطويل.
تفعيل وضع توفير الطاقة
عندما تنخفض طاقة بطارية الهاتف دون 15% يفضل أن تقوم بتفعيل وضع توفير الطاقة. يعمل هذا الوضع على خفض مستوى سطوع الشاشة وتقليل دقتها ويحد من سرعة المعالج ويوقف استهلاك البيانات في الخلفية مما يؤدي إلى استهلاك أقل من الطاقة ومنه الحفاظ على بطارية الهاتف لوقت أطول.
التعليقات