بواسطة نيويورك: ماثيو والد | الشرق الأوسط – منذ 19 ساعةً

تعتمد الهواتف الذكية، والأجهزة اللوحية، وغيرها من الأجهزة المحمولة التي تحتاج للتيار الكهربائي، على البطاريات، التي تستخدم بدورها التفاعلات الكيميائية. لكن شركة «ماكسويل تكنلوجيس»، التي مقرها مدينة سان دييغو في أميركا، أعلنت أخيرا أنها توفر معدات لأجهزة التحكم بالتلفزيون عن بعد، تخزن الطاقة الكهربائية، من دون المواد الكيميائية هذه.

وتدعى هذه الأجهزة بالمكثفات الكهربائية المتفوقة (ultracapacitors)، التي هي أصغر قليلا من البطاريات الصغيرة بحجم «إيه إيه إيه»، التي ستحل محلها. ويمكن إعادة شحن هذه المكثفات خلال دقائق، بفترة حياة قد تدوم أطول من حياة جهاز التحكم عن بعد، كما يقول مايكل صند الناطق بلسان الشركة.

وتستخدم المكثفات المتفوقة في كثير من الأجهزة، لا سيما في العمليات الإنتاجية، لكنها تملك فقط دفقات من الطاقة، لأن التخزين الأساسي يبقى في البطارية الكيميائية. وتقوم هذه المكثفات بتخزين الطاقة عن طريق وضع شحنة كهربائية، سالبة أو موجبة، على صفائح مفصولة عن بعضها، بواسطة عازل.

وكان المهندسون قد اختبروا استخدامات المكثفات في السيارات الهجين والكهربائية، التي يمكنها توفير الطاقة لأغراض التسارع السريع، وبالتالي إعادة أسر هذه الطاقة عندما تبطئ السيارة من سرعتها. وتقوم شركة «ماكسويل» ببيع المكثفات العملاقة لاستخدامها في الحافلات الهجين، التي تحتاج إلى أسر الطاقة، عندما توشك على التوقف. وتقوم هذه المكثفات في الحافلات بتسليم الطاقة لمساعدة العجلات على الانطلاق والدوران.

لكن استخدام المكثفات لتأمين تدفق ثابت للطاقة هو أمر جديد. وعلى غرار المكثفات الأخرى، فإن الجديدة هذه يمكن إعادة شحنها بسرعة. فأداة التحكم عن بعد، يمكن إعادة شحنها خلال خمس دقائق، لتعمل ساعات كثيرة، وربما لأيام، وفقا لعدد مرات استخدامها لتغيير قنوات البث في التلفزيون، استنادا إلى صند. وهي خلافا لبطاريات «ليثيوم - أيون» المستخدمة في الهواتف، واللابتوب، وحاليا في السيارات، فإن المكثفات لا تفقد من قدرة تخزينها للطاقة مع تقدم عمرها.

وتعتبر «سرعة الشحن مزية»، وفقا إلى صند. فالعملية هذه لا تستغرق سوى دقائق قليلة.

ويبدو أن إدارة مشاريع الأبحاث المتطورة التابعة لوزارة الطاقة الأميركية متحمسة جدا حيال المكثفات، وتقوم بتمويل مشاريع عدة التي ستستخدمها.

ومقارنة الخصائص التخزينية للمكثفات، مع البطارية الكيميائية، هي أشبه بمقارنة تخزين كمية من الماء في إبريق أو وعاء، مع تخزينه في ربطة من لفافات مناشف الورق المرطبة. ومنشفة الورق التي هي أشبه بالبطارية الكيميائية تستغرق وقتا قليلا لكي تمتص الماء وتتشبع به، من دون أن تقوم بتسليمه كله، كما أنها مع الوقت تفقد قدرتها على تخزينه. في حين أن وعاء الماء يمكن ملؤه وتفريغه بسرعة مرات متعددة، أو ببطء.

ولحد الآن لا يمكن إنتاج مكثف يلبي كل متطلبات الهاتف الذكي، وفقا إلى صند، لكن شركته تعمل حاليا على نوع يساعد بطارية الهاتف الذكي ليوفر الطاقة لمصباح الضوء الكشاف الخاص بالكاميرا، الذي يعتبر النقطة الضعيفة في الهواتف الذكية الحالية.

في هذا الوقت هنالك المزيد من المكثفات العالية الكفاءة في طريقها إلينا. وتقوم شركة «ماكسويل» باستخدام طبقة من الكربون على ركيزة من الألمنيوم، حيث يمكن تخزين الجزيئات المشحونة. بيد أن الباحثين في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجليس يعملون حاليا على نموذج يستخدم طبقة واحدة من ذرات الكربون.

* خدمة «نيويورك تايمز»