ابتكر علماء أمريكيون من جامعة إلينوي أصغر بطارية على الإطلاق. وهي عبارة عن صفيحة مستطيلة الشكل، يبلغ طول كل ضلع منها 2 ملم. وتكفي طاقتها لتشغيل شريحة إلكترونية دقيقة.
كان من الممكن إنتاج بطارية صغيرة باستخدام تقنيات مثل:
- الطباعة الضوئية ثنائية الأبعاد.
- الطباعة الحجرية ثلاثية الأبعاد المجسمة.
باستخدام هاتين التقنيتين، تمكن الباحثون من زيادة مساحة سطح الأقطاب الكهربائية وتحسين وضعها.
لاختبار أصغر بطارية، تم بناء دائرة كهربائية بدائية. تتكون من مصباح LED أحمر وبطارية. استمر المصباح لمدة 10 ثوانٍ كاملة بعد 200 دورة شحن. سعةبدأت النسبة ترتفع إلى 88% من النسبة الأولية. هذه نتيجة جيدة جداً.
أين يمكن استخدام هذه البطارية؟
يمكن تطبيق اختراع مماثل في أجهزة الراديو. على سبيل المثال:
- زراعة الأعضاء.
- آليات القيادة.
- أجهزة استشعار لاسلكية.
علماء آخرون من الولايات المتحدة لقد بذلنا جهودًا حثيثة لإنتاج خلية طاقة مصغرة أصغر حجمًا. يبلغ طول مصعد أكسيد القصدير 100 نانومتر وعرضه 10 نانومتر. أما مهبط الليثيوم فيبلغ طوله أقل من 3 مليمترات، وهو موجود في محلول إلكتروليتي سائل مؤين.
المزايا الرئيسية لهذه البطارية:
- صغر الحجم.
- يُسَهّل.
- كفاءة جيدة مع إمكانية التحسين.
يخطط العلماء في المستقبل لإنشاء بطارية بحجم جسيم نانوي.
إلى جانب هاتين البطاريتين الصغيرتين، هناك تطوير آخر قام به أستاذ مشارك أمريكي يُدعى جاي كوون. وهو عنصر الطاقة النوويةويعتمد هذا المصدر على تحلل نظير مشع. حجمه بحجم عملة معدنية صغيرة تقريبًا. استخدامه آمن تمامًا.
يكون الموصل في هذا التطوير في حالة سائلة. ونتيجة لذلك، لا تتضرر الشبكة الداخلية بفعل الإشعاع.
في المستقبل القريب، سيقوم الباحثون بتطوير مصدر الطاقة هذا، وزيادة إنتاجه وتقليل حجمه. كما يخططون لاختباره باستخدام مواد أخرى.
قريبًا، يمكن استخدام هذه البطاريات في الهواتف وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ومشغلات MP3 وغيرها من الأجهزة المحمولة.
حتى أصغر بطارية يمكن أن تدوم لعدة مئات من السنين!
مبدأ التشغيل
يشبه الأمر لوحة الطاقة الشمسية. ينبعث من الغاز المشع أو التريتيوم تيار من الإلكترونات، والتي يتم التقاطها على رقاقة سيليكون ثم نقلها إلى الأقطاب الكهربائية.
يبلغ زمن تحلل المادة المشعة 12.5 سنة. هذا يعني أنه يمكننا العمل بدون بطاريات طوال هذه المدة!
واجه العلماء العديد من العقبات قبل أن ينجحوا. كان التقاط حزمة الإلكترونات بالغ الصعوبة. ولتحقيق ذلك، اضطروا إلى ابتكار مصيدة سيليكونية على شكل قوس حلزوني ثلاثي الأبعاد غير مستوٍ. سمح هذا التصميم للإلكترونات بالتحرك نحو حفر أو أخاديد خاصة. يبلغ عمق هذه الأخاديد 40 ميكرونًا، ويصل حجمها إلى ميكرون واحد. وهذا ما يُمكّن من تجميع حزم الإلكترونات المتفرقة عبر عدد كبير من الأخاديد.
وهكذا، تمكن باحثون مختلفون من ابتكار أصغر بطارية! وفي المستقبل القريب، ستصبح متاحة للمستخدم العادي!
