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Modellazione della struttura delle batterie allo stato solido

28.01.2022

Gli scienziati del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), in collaborazione con la San Francisco State University e la Pennsylvania State University, hanno sviluppato uno strumento dettagliato di modellazione a stato solido per aiutare a creare batterie con prestazioni migliori.

Gli elettroliti solidi possono aiutare a superare molti degli ostacoli che le batterie a elettrolito liquido devono affrontare oggi. Ma le batterie allo stato solido hanno i loro svantaggi. Un nuovo strumento per modellare le configurazioni e gli stati delle strutture solide ti mostrerà come aggirare tutti i problemi.

La microstruttura dei materiali e in particolare l'elettrolita solido ha una forte influenza sul trasporto ionico. Il numero di cicli della batteria e le loro caratteristiche attuali dipendono da questo. Allo stesso tempo, la microstruttura può essere influenzata utilizzando determinati metodi di elaborazione per la sua formazione. La gamma di possibilità qui è infinita, cosa che non si può dire del tempo o delle risorse per gli esperimenti. Il processo può essere accelerato da strumenti che spiegano la natura fondamentale dei processi e forniscono un'analisi qualitativa e quantitativa di strutture, difetti, distribuzione delle sostanze, loro concentrazione, legami e altre caratteristiche.

"Abbiamo sviluppato una nuova potente capacità di simulazione computazionale in grado di offrire una visione scientifica fondamentale e una guida pratica alla progettazione non solo alla comunità di ricerca sull'accumulo di energia, ma anche alla comunità di elaborazione dei materiali", hanno affermato gli scienziati.

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Macchina per diradare i fiori nei giardini 02.05.2024

Nell'agricoltura moderna si sta sviluppando il progresso tecnologico volto ad aumentare l'efficienza dei processi di cura delle piante. Presentata in Italia l'innovativa macchina per il diradamento dei fiori Florix, progettata per ottimizzare la fase di raccolta. Questo attrezzo è dotato di bracci mobili, che permettono di adattarlo facilmente alle esigenze del giardino. L'operatore può regolare la velocità dei fili sottili controllandoli dalla cabina del trattore tramite joystick. Questo approccio aumenta significativamente l'efficienza del processo di diradamento dei fiori, offrendo la possibilità di adattamento individuale alle condizioni specifiche del giardino, nonché alla varietà e al tipo di frutto in esso coltivato. Dopo due anni di test della macchina Florix su diverse tipologie di frutta, i risultati sono stati molto incoraggianti. Agricoltori come Filiberto Montanari, che utilizza una macchina Florix da diversi anni, hanno riscontrato una significativa riduzione del tempo e della manodopera necessari per diluire i fiori. ... >>

Microscopio infrarosso avanzato 02.05.2024

I microscopi svolgono un ruolo importante nella ricerca scientifica, consentendo agli scienziati di approfondire strutture e processi invisibili all'occhio. Tuttavia, vari metodi di microscopia hanno i loro limiti e tra questi c'è la limitazione della risoluzione quando si utilizza la gamma degli infrarossi. Ma gli ultimi risultati dei ricercatori giapponesi dell'Università di Tokyo aprono nuove prospettive per lo studio del micromondo. Gli scienziati dell'Università di Tokyo hanno presentato un nuovo microscopio che rivoluzionerà le capacità della microscopia a infrarossi. Questo strumento avanzato consente di vedere le strutture interne dei batteri viventi con sorprendente chiarezza su scala nanometrica. In genere, i microscopi nel medio infrarosso sono limitati dalla bassa risoluzione, ma l’ultimo sviluppo dei ricercatori giapponesi supera queste limitazioni. Secondo gli scienziati, il microscopio sviluppato consente di creare immagini con una risoluzione fino a 120 nanometri, ovvero 30 volte superiore alla risoluzione dei microscopi tradizionali. ... >>

Trappola d'aria per insetti 01.05.2024

L’agricoltura è uno dei settori chiave dell’economia e il controllo dei parassiti è parte integrante di questo processo. Un team di scienziati dell’Indian Council of Agricultural Research-Central Potato Research Institute (ICAR-CPRI), Shimla, ha trovato una soluzione innovativa a questo problema: una trappola per insetti alimentata dal vento. Questo dispositivo risolve le carenze dei metodi tradizionali di controllo dei parassiti fornendo dati sulla popolazione di insetti in tempo reale. La trappola è alimentata interamente dall'energia eolica, il che la rende una soluzione ecologica che non richiede energia. Il suo design unico consente il monitoraggio sia degli insetti dannosi che utili, fornendo una panoramica completa della popolazione in qualsiasi area agricola. “Valutando i parassiti target al momento giusto, possiamo adottare le misure necessarie per controllare sia i parassiti che le malattie”, afferma Kapil ... >>

La minaccia dei detriti spaziali al campo magnetico terrestre 01.05.2024

Sempre più spesso sentiamo parlare di un aumento della quantità di detriti spaziali che circondano il nostro pianeta. Tuttavia, non sono solo i satelliti e i veicoli spaziali attivi a contribuire a questo problema, ma anche i detriti di vecchie missioni. Il crescente numero di satelliti lanciati da aziende come SpaceX crea non solo opportunità per lo sviluppo di Internet, ma anche gravi minacce alla sicurezza spaziale. Gli esperti stanno ora rivolgendo la loro attenzione alle potenziali implicazioni per il campo magnetico terrestre. Il dottor Jonathan McDowell del Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian sottolinea che le aziende stanno rapidamente implementando costellazioni di satelliti e il numero di satelliti potrebbe crescere fino a 100 nel prossimo decennio. Il rapido sviluppo di queste armate cosmiche di satelliti può portare alla contaminazione dell'ambiente plasmatico terrestre con detriti pericolosi e una minaccia per la stabilità della magnetosfera. I detriti metallici dei razzi usati possono disturbare la ionosfera e la magnetosfera. Entrambi questi sistemi svolgono un ruolo chiave nella protezione e nel mantenimento dell'atmosfera ... >>

Solidificazione di sostanze sfuse 30.04.2024

Ci sono parecchi misteri nel mondo della scienza e uno di questi è lo strano comportamento dei materiali sfusi. Possono comportarsi come solidi ma improvvisamente trasformarsi in un liquido fluido. Questo fenomeno ha attirato l'attenzione di molti ricercatori e forse ci stiamo finalmente avvicinando alla soluzione di questo mistero. Immagina la sabbia in una clessidra. Di solito scorre liberamente, ma in alcuni casi le sue particelle iniziano a rimanere bloccate, trasformandosi da liquido a solido. Questa transizione ha importanti implicazioni per molti settori, dalla produzione di farmaci all’edilizia. Ricercatori statunitensi hanno tentato di descrivere questo fenomeno e di avvicinarsi alla sua comprensione. Nello studio, gli scienziati hanno condotto simulazioni in laboratorio utilizzando i dati provenienti da sacchetti di perle di polistirolo. Hanno scoperto che le vibrazioni all’interno di questi insiemi avevano frequenze specifiche, il che significa che solo alcuni tipi di vibrazioni potevano viaggiare attraverso il materiale. Ricevuto ... >>

Notizie casuali dall'Archivio

Il nuovo materiale accumula e immagazzina l'energia solare per decenni 05.11.2019

Gli scienziati della Chalmers University of Technology di Göteborg hanno trovato un modo per utilizzare l'energia solare e anche conservarla per decenni per poi essere utilizzata per il riscaldamento. Il sistema supererà di gran lunga le batterie tradizionali per il riscaldamento. La linea di fondo è che il rivestimento a risparmio energetico potrebbe essere applicato a finestre e persino tessuti.

Il sistema si basa su una molecola liquida composta da carbonio, idrogeno e azoto. Quando esposta alla luce solare, la molecola assorbe l'energia solare e la trattiene fino a quando il catalizzatore inizia a rilasciarla sotto forma di calore.

Ci sono voluti quasi 10 anni e 2,5 milioni di dollari per sviluppare un impianto di accumulo di energia solare dedicato. Secondo il professor Mot-Poulsen del Dipartimento di Chimica e Ingegneria Chimica, il dispositivo può immagazzinare energia per 5-10 anni in più rispetto alle tradizionali batterie agli ioni di litio.

Un rivestimento trasparente che cattura l'energia solare può essere applicato a finestre di casa, automobili e persino vestiti. Pertanto, la quantità di elettricità consumata viene ridotta, così come le emissioni di carbonio.

Non è ancora noto se il sistema possa essere utilizzato per generare direttamente energia elettrica. I ricercatori ritengono che tale potenziale esista, ma per ora si stanno concentrando sulla questione del riscaldamento.

Una nuova unità di archiviazione può apparire in 5-6 anni e la copertura in 3 anni.

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