التحق بالجامعة
الانتقال إلى الجامعة
انضم إلينا
وظائف أعضاء هيئة التدريس
رؤيتنا
المجلة العلمية
By using 3-D tomography, the team established how the morphological evolution of the electrode increases its surface area.
في ورقة بحثية نشرت مؤخراً وتصدرت الصفحة الداخلية لغلاف مجلة Advanced Functional Materials العلمية الشهيرة، قام الدكتور وي تشن أحد خريجي درجة الدكتوراه الحديثين من فريق البروفيسور حسام الشريف، أستاذ هندسة وعلوم المواد ، بالتعاون مع علماء من مركز التصوير والتوصيف في جامعة الملك عبدالله، بشرح الآلية التي تقوم عليها عملية تخزين الشحنات في مواد المكثفات الفائقة التقليدية وسلوكها أثناء دورة الشحن والتفريغ.
و يسلط هذا البحث الضوء على طبيعة المكثفات الفائقة والتي هي أجهزة لتخزين الطاقة تقع بين البطاريات ومكثفات الكهرباء الساكنة ولديها كثافة طاقة عالية ولكنها بالكاد تكفي للسماح لها بتشغيل الأجهزة المحمولة أو كمصدر طاقة كهربائية مكمل للبطاريات في السيارات الكهربائية أو التي تعمل بالمحركات الهجينة . ويشار إلى أن حجم سوق المكثفات الفائقة في تزايد ملحوظ نتيجة استخدامها في العديد من الأجهزة والتطبيقات، بما في ذلك الأدوات الكهربائية المحمولة، والرافعات، والقطارات الكهربائية، ومصابيح الشوارع.
كما ذكرت الورقة كيف استخدم فريق الأستاذ الشريف والدكتور تشن، وزميل ما بعد الدكتوراه الدكتور راغافان بابي وعلماء من المختبرات الأساسية في جامعة الملك عبدالله وهم قينجكساو وانغ ونجيب هدهيلي، التصوير المقطعي الإلكتروني والتحليل الطيفي الضوئي بالأشعة السينية لإظهار مدى تأثير مرحلة التشكل و البلورة على كثافة تخزين الطاقة في أقطاب أكسيد المنغنيز وبالتالي التعرف على خصائصها خلال دورة الشحن والتفريغ.
وباستخدام التصوير المقطعي ثلاثي الأبعاد، استدل الفريق على دور تطور تشكيل القطب في زيادة المساحة السطحية له، مما يؤدي إلى زيادة كثافة الطاقة. كما استطاعوا أيضاً ومن خلال استخدام التصوير المقطعي والتحليل الطيفي، من ملاحظة أن الأقطاب الكهربائية تشكل فتحات نانوية متناهية الصغر في أقطاب صفيحة أكسيد المنغنيز، والتي تبين وبصورة غير متوقعة أنها تعزز خاصية النفاذية الكهربائية للأقطاب وبالتالي زيادة كثافة طاقة الجهاز خلال دورة الشحن والتفريغ.
وتشمل مجالات أبحاث فريق البروفيسور الشريف تخزين الطاقة، مع التركيز على تطوير مواد أقطاب المكثفات الفائقة، وبطاريات اليثيوم-أيون، ومؤخرا بطاريات الصوديوم – أيون. ويقول البروفيسور حسام الشريف : "يعتبر هذا العمل بمثابة نقطة انطلاق في تجاربنا المستقبلية ، حيث أنه حسّن وبشكل كبير مفهومنا عن أكسيد المنغنيز، والذي يعتبر أحد مواد المكثفات الكهربائية الواعدة لتطبيقات تخزين الطاقة".
