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Corrente elettrica da microonde

13.11.2013

Utilizzando materiali economici ottimizzati per catturare i segnali delle microonde, i ricercatori della Duke University (USA) hanno sviluppato un dispositivo di alimentazione con l'efficienza dei moderni pannelli solari.

Il dispositivo wireless converte le microonde in corrente continua, sufficiente per ricaricare la batteria di un cellulare o di un piccolo dispositivo elettronico. Il dispositivo funziona secondo un principio simile ai pannelli solari, che convertono l'energia luminosa in corrente elettrica. Ma questo dispositivo versatile, affermano i suoi creatori, può essere configurato per raccogliere segnali da altre fonti, inclusi segnali satellitari, segnali audio o segnali Wi-Fi. Il segreto del nuovo dispositivo sta nell'uso dei metamateriali (materiali le cui proprietà non sono determinate dalle proprietà delle sostanze costituenti, ma da una struttura creata artificialmente). Il metamateriale può catturare varie forme di energia delle onde e trasformarla in elettricità utile.

Gli sviluppatori del dispositivo hanno utilizzato una serie di cinque conduttori in fibra di vetro e rame collegati tra loro su una piastra di montaggio per convertire le microonde in 7,3 volt di energia elettrica. In confronto, i caricabatterie USB per dispositivi elettronici forniscono circa 5V. Attualmente, secondo i ricercatori, l'efficienza del loro dispositivo è al livello del 37%, che è paragonabile all'efficienza dei pannelli solari. Ma un tale convertitore di energia può utilizzare qualsiasi frequenza di onde radio, nonché vibrazioni ed energia sonora, per generare elettricità.

Fino ad allora, la maggior parte del lavoro con i metamateriali era teorica, ma ora gli scienziati della Duke University hanno dimostrato che un tale materiale può essere utile per i dispositivi degli utenti. Gli sviluppatori suggeriscono che la copertura del metamateriale può essere fissata al soffitto di una stanza e configurata per raccogliere un segnale Wi-Fi che altrimenti andrebbe semplicemente "perso".

Con piccole modifiche, i metamateriali possono essere integrati nei telefoni cellulari, consentendo al telefono di caricarsi in modalità wireless. Pertanto, se le persone vivono in luoghi in cui non c'è accesso a una presa convenzionale, il telefono può essere caricato dalle radiazioni delle torri cellulari vicine.

Il vantaggio dell'invenzione degli scienziati della Duke University è il prezzo basso. Inoltre, le batterie composite sono autonome, quindi se hai bisogno di aumentare la capacità, puoi semplicemente aggiungere qualche elemento in più.

Gli scienziati affermano che il loro innovativo convertitore di potenza, che raccoglie i segnali dai satelliti, ad esempio, può alimentare strumenti in una località remota, in montagna o nel deserto, dove vengono condotte ricerche e strumenti per l'osservazione e la misurazione a lungo termine possono essere necessario.

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Cattura il metano dall'aria con le zeoliti 14.01.2022

I ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno scoperto che le zeoliti - strutture minerali porose spesso utilizzate come adsorbenti commerciali - sono in grado di assorbire e riciclare il metano (CH4) dall'aria. Questo effetto si manifesta quando vengono lavorati con rame. Il lavoro degli scienziati è pubblicato su ACS Environment Au.

In un esperimento di laboratorio, gli esperti hanno posizionato particelle di zeolite in un tubo di reazione e fatto passare attraverso di esso aria contenente concentrazioni variabili di metano. I livelli di gas variavano da 2 ppm al 2%. E il tubo di reazione è stato riscaldato a varie temperature.

Una volta riscaldata a 310 gradi Celsius, la zeolite è stata in grado di catturare e convertire il 2% del metano in anidride carbonica (CO100). Il processo è possibile anche a basse concentrazioni di CH4 e temperature molto più basse di quelle richieste per altri metodi di cattura del metano.

A prima vista, trasformare un gas serra in un altro non è l'ideale. Ma i ricercatori hanno calcolato che la conversione della metà del metano atmosferico aggiungerebbe solo lo 0,2% circa alla CO2 atmosferica e comporterebbe una riduzione del 16% del riscaldamento radiativo. Il metano è un gas serra molto più potente dell'anidride carbonica. Viene emesso in grandi quantità a seguito di attività agricole, estrazione del carbone, scongelamento del permafrost, nonché durante la lavorazione e il trasporto di gas naturale. Rispetto all'anidride carbonica, il metano riscalda la Terra 81 volte di più. Pertanto, la sua rimozione ridurrà l'impatto negativo a breve termine sul clima.

Tuttavia, il team del MIT dovrà capire come aumentare il proprio metodo di rimozione del metano per rendere più efficiente il flusso d'aria attraverso il materiale. Potenzialmente, i primi esperimenti sul campo possono essere condotti in miniere di carbone e fienili, utilizzando i sistemi di circolazione dell'aria esistenti. Inoltre, l'argilla contenente zeoliti è così economica da essere utilizzata per produrre lettiere per gatti.

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