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Batterie efficienti

13.02.2013

Gli scienziati dello SLAC National Accelerator Laboratory e della Stanford University hanno stabilito un record mondiale per l'efficienza dell'accumulo di energia. Ciò è stato ottenuto utilizzando uno speciale design dell'elettrodo che ricorda il tuorlo di un uovo.

Il nuovo catodo a base di zolfo può immagazzinare 5 volte più energia rispetto alle migliori attuali batterie agli ioni di litio in commercio. Inoltre, le moderne batterie agli ioni di litio mantengono in genere circa l'80% della loro capacità originale dopo 500 cicli di carica/scarica. A sua volta, la nuova tecnologia mantiene un'elevata efficienza della batteria anche dopo 1000 cicli di carica/scarica. Grazie a ciò, è stato possibile creare una nuova generazione di batterie: capienti, leggere e più durevoli. Possono essere utilizzati nell'elettronica portatile e nei veicoli elettrici.

Gli scienziati sanno che, in teoria, lo zolfo può immagazzinare molti più ioni di litio, e quindi molta più energia, rispetto agli elettrodi di corrente. Tuttavia, ci sono due problemi con l'uso dello zolfo nelle batterie. Quindi, quando gli ioni di litio vengono assorbiti dall'elettrodo durante la scarica, si legano agli atomi di zolfo e creano composti intermedi che limitano la capacità della batteria. Allo stesso tempo, l'afflusso di ioni provoca un aumento del volume del catodo di circa l'80%. Ciò creerà eventuali rivestimenti protettivi sulla superficie dell'elettrodo e ridurrà la durata della batteria.

La nuova tecnologia prevede la creazione di un catodo di nanoparticelle con un diametro di 800 nanometri. Sono una minuscola particella di zolfo circondata da un guscio duro di biossido di titanio poroso, come un tuorlo d'uovo in un guscio d'uovo. Tra il "tuorlo" e il "guscio" c'è uno spazio vuoto che permette allo zolfo di espandersi senza ostacoli. Durante la scarica, gli ioni di litio passano attraverso il guscio e si legano allo zolfo, che si espande e riempie il vuoto tra il "tuorlo" e il "guscio" senza rompere il guscio duro. In questo caso, il guscio protegge lo zolfo dalla formazione di composti intermedi.

Durante gli esperimenti, la nuova batteria ha mantenuto la capacità del 70% dopo 1000 cicli di carica/scarica, che, anche senza ottimizzazione, eguaglia e addirittura supera quella delle batterie commerciali più avanzate. Attualmente, gli scienziati stanno pianificando di sperimentare l'aggiunta di altri materiali, in particolare il silicio, all'interno del "guscio".

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L’esistenza di una regola entropica per l’entanglement quantistico è stata dimostrata 09.05.2024

La meccanica quantistica continua a stupirci con i suoi fenomeni misteriosi e le scoperte inaspettate. Recentemente Bartosz Regula del Centro RIKEN per l'informatica quantistica e Ludovico Lamy dell'Università di Amsterdam hanno presentato una nuova scoperta che riguarda l'entanglement quantistico e la sua relazione con l'entropia. L’entanglement quantistico gioca un ruolo importante nella moderna scienza e tecnologia dell’informazione quantistica. Tuttavia, la complessità della sua struttura rende difficile comprenderla e gestirla. La scoperta di Regulus e Lamy mostra che l'entanglement quantistico segue una regola dell'entropia simile a quella dei sistemi classici. Questa scoperta apre nuove prospettive nel campo della scienza e della tecnologia dell’informazione quantistica, approfondendo la nostra comprensione dell’entanglement quantistico e della sua connessione con la termodinamica. I risultati dello studio indicano la possibilità di reversibilità delle trasformazioni di entanglement, che potrebbe semplificare notevolmente il loro utilizzo in varie tecnologie quantistiche. Apertura di una nuova regola ... >>

Mini condizionatore Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

L'estate è tempo di relax e di viaggi, ma spesso il caldo può trasformare questo periodo in un tormento insopportabile. Ti presentiamo un nuovo prodotto di Sony: il mini-condizionatore Reon Pocket 5, che promette di rendere l'estate più confortevole per i suoi utenti. Sony ha introdotto un dispositivo unico: il mini-condizionatore Reon Pocket 5, che fornisce raffreddamento al corpo nelle giornate calde. Con esso, gli utenti possono godersi la freschezza sempre e ovunque semplicemente indossandolo al collo. Questo mini-condizionatore è dotato di regolazione automatica delle modalità operative, nonché di sensori di temperatura e umidità. Grazie a tecnologie innovative, Reon Pocket 5 regola il proprio funzionamento a seconda dell'attività dell'utente e delle condizioni ambientali. Gli utenti possono regolare facilmente la temperatura utilizzando un'app mobile dedicata connessa tramite Bluetooth. Inoltre, per comodità, sono disponibili magliette e pantaloncini appositamente progettati, ai quali è possibile collegare un mini condizionatore d'aria. Il dispositivo può oh ... >>

Energia dallo spazio per Starship 08.05.2024

La produzione di energia solare nello spazio sta diventando sempre più fattibile con l’avvento di nuove tecnologie e lo sviluppo di programmi spaziali. Il capo della startup Virtus Solis ha condiviso la sua visione di utilizzare la Starship di SpaceX per creare centrali elettriche orbitali in grado di alimentare la Terra. La startup Virtus Solis ha svelato un ambizioso progetto per creare centrali elettriche orbitali utilizzando la Starship di SpaceX. Questa idea potrebbe cambiare significativamente il campo della produzione di energia solare, rendendola più accessibile ed economica. Il fulcro del piano della startup è ridurre i costi di lancio dei satelliti nello spazio utilizzando Starship. Si prevede che questa svolta tecnologica renderà la produzione di energia solare nello spazio più competitiva rispetto alle fonti energetiche tradizionali. Virtual Solis prevede di costruire grandi pannelli fotovoltaici in orbita, utilizzando Starship per fornire le attrezzature necessarie. Tuttavia, una delle sfide principali ... >>

Nuovo metodo per creare batterie potenti 08.05.2024

Con lo sviluppo della tecnologia e l’uso crescente dell’elettronica, la questione della creazione di fonti energetiche efficienti e sicure sta diventando sempre più urgente. I ricercatori dell’Università del Queensland hanno svelato un nuovo approccio alla creazione di batterie a base di zinco ad alta potenza che potrebbero cambiare il panorama del settore energetico. Uno dei problemi principali delle tradizionali batterie ricaricabili a base d’acqua era il loro basso voltaggio, che ne limitava l’utilizzo nei dispositivi moderni. Ma grazie ad un nuovo metodo sviluppato dagli scienziati, questo inconveniente è stato superato con successo. Nell'ambito della loro ricerca, gli scienziati si sono rivolti a uno speciale composto organico: il catecolo. Si è rivelato un componente importante in grado di migliorare la stabilità della batteria e aumentarne l'efficienza. Questo approccio ha portato ad un aumento significativo della tensione delle batterie agli ioni di zinco, rendendole più competitive. Secondo gli scienziati, tali batterie presentano numerosi vantaggi. Hanno b ... >>

Contenuto alcolico della birra calda 07.05.2024

La birra, essendo una delle bevande alcoliche più comuni, ha un gusto unico, che può cambiare a seconda della temperatura di consumo. Un nuovo studio condotto da un team internazionale di scienziati ha scoperto che la temperatura della birra ha un impatto significativo sulla percezione del gusto alcolico. Lo studio, condotto dallo scienziato dei materiali Lei Jiang, ha scoperto che a diverse temperature, le molecole di etanolo e acqua formano diversi tipi di cluster, che influenzano la percezione del gusto alcolico. A basse temperature si formano più grappoli piramidali, che riducono l'asprezza del gusto dell'"etanolo" e rendono la bevanda meno alcolica. Al contrario, con l'aumentare della temperatura, i grappoli diventano più a catena, determinando un gusto alcolico più pronunciato. Questo spiega perché il gusto di alcune bevande alcoliche, come il baijiu, può cambiare a seconda della temperatura. I dati ottenuti aprono nuove prospettive per i produttori di bevande, ... >>

Notizie casuali dall'Archivio

Urano dall'oceano 19.05.2013

Gli scienziati hanno creato una speciale rete organometallica che raccoglie l'uranio nell'acqua di mare in modo 4 volte più efficiente rispetto agli analoghi esistenti.

I ricercatori guidati dal professore di chimica Wenbin Lin dell'Università della Carolina del Nord hanno sviluppato una rete organometallica in grado di raccogliere ioni di uranio disciolti nell'acqua di mare. Fino ad ora, la tecnologia più avanzata per "pescare" l'uranio fuori dall'acqua di mare erano le fibre sintetiche, sulla cui superficie venivano applicate speciali sostanze chimiche che legano l'uranio.

Al contrario, la nuova rete nei test di laboratorio funziona in modo almeno 4 volte più efficiente ed estrae facilmente dall'acqua le materie prime per il combustibile nucleare. In futuro, questa tecnologia potrebbe fornire una fonte alternativa di costoso combustibile per i reattori, nonché essere utilizzata per trattare l'acqua contaminata da sostanze radioattive.

Le strutture organometalliche sono considerate molto promettenti per numerose applicazioni tecnologiche, tra cui lo stoccaggio di gas e la separazione di miscele di sostanze. La struttura dei materiali organometallici può essere personalizzata per servire una varietà di scopi, ad esempio la struttura porosa è utilizzata in molti adsorbenti commerciali. Inoltre, come i polimeri organici, le strutture organometalliche possono essere "addestrate" per legarsi a varie molecole specifiche.

Negli oceani del mondo vengono disciolte circa 4 miliardi di tonnellate di uranio, circa 600 in più di tutte le riserve di uranio sulla terraferma. Ma estrarre l'uranio dall'acqua di mare è estremamente difficile a causa della sua bassa concentrazione: 3 parti per miliardo. Le moderne tecnologie minerarie richiederebbero l'uso di una quantità molto grande di adsorbente di plastica, che porterebbe a un inquinamento su larga scala degli oceani con la plastica. Questa plastica deve rimanere nell'acqua di mare per diverse settimane e durante questo periodo, oltre all'uranio, molti altri ioni "inutili" entreranno nell'adsorbente. Tutto ciò rende l'estrazione dell'uranio dall'acqua un'impresa molto laboriosa e costosa. In numeri, sembra così: un chilogrammo di uranio estratto dall'oceano con metodi moderni costerà da $ 1000 a $ 2000 per chilogrammo, circa 10-20 volte l'attuale prezzo di mercato.

Il nuovo materiale potrebbe fare la differenza in quanto è molto più efficiente. Quindi, in laboratorio, 1 grammo di adsorbente organometallico è stato in grado di raccogliere più di 200 milligrammi di uranio, che è un buon indicatore. Gli sviluppatori notano che la nuova tecnologia può ridurre significativamente i costi di estrazione dell'uranio dall'acqua di mare - anche se l'uranio "mare" è 2 volte più costoso dell'uranio "terrestre", sarà già competitivo per vari motivi economici e politici.

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