جامعة روتجرز الأمريكية وغيرها تطور غشاءً يسرّع حركة أيونات الليثيوم بمقدار 31 مرة

أخبار ar.wedoany.com، طور باحثون من جامعة روتجرز وجامعة إلينوي في شيكاغو مادة غشائية تعتمد على نيتريد البورون، تحتوي داخلها على ملايين القنوات المجهرية، مما يسمح لأيونات الليثيوم بالتحرك بسرعة تصل إلى 31 ضعف القيمة المتوقعة وفقًا لنظرية الانتشار القياسية، وتكون سرعة نقلها أسرع بكثير من الجسيمات المشحونة الأخرى.

نُشرت الورقة البحثية ذات الصلة مؤخرًا في مجلة "Nature Nanotechnology" تحت عنوان "ظاهرة النقل فائق السرعة لأيونات الليثيوم عبر أغشية أنابيب نيتريد البورون النانوية". قاد البحث كل من سيميه تشيتينداغ من جامعة روتجرز وأاديتيا بيندس من جامعة إلينوي في شيكاغو.

صرح سانغيل كيم، الأستاذ المشارك في الهندسة الكيميائية بجامعة إلينوي في شيكاغو والمراسل العلمي للورقة، بأن الآلية تشبه طريقة توليد الكهرباء لدى ثعبان البحر الكهربائي عبر القنوات الأيونية في خلاياه المتخصصة. معدلات النقل الأيوني المرصودة أعلى بكثير من التقديرات النظرية، كما أنها تتجاوز المستويات المحققة في الأنظمة التجريبية الحالية.

لاختبار أداء الغشاء، وضعه الباحثون بين محاليل أيونية ذات ملوحة مختلفة. واعتمادًا على تدرج المحلول الملحي فقط، تمكن الغشاء من تزويد الأجهزة الإلكترونية الصغيرة مثل الساعات والآلات الحاسبة ومصابيح LED بالطاقة.

ذكرت الورقة البحثية أنه عند درجة حموضة 5.5، تصل كثافة القدرة لكل مسام إلى 15,300 واط لكل متر مربع، وتقترب كفاءة تحويل الطاقة من الحد النظري البالغ 50%.

أشار فريق البحث إلى أن التطبيقات المحتملة لهذه التقنية تشمل استخلاص الليثيوم من البطاريات المستعملة، وتطوير توليد الطاقة الزرقاء، أي الاستفادة من الطاقة عند التقاء المياه المالحة والمياه العذبة.

تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com