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Miglioramento delle celle a combustibile pulite a metanolo

12.12.2020

A causa dei numerosi problemi ambientali causati dall'uso dei combustibili fossili, molti scienziati in tutto il mondo sono concentrati sulla ricerca di alternative efficaci. Sebbene ci siano grandi speranze per le celle a combustibile a idrogeno, la realtà è che il trasporto, lo stoccaggio e l'utilizzo di idrogeno puro comporta enormi costi aggiuntivi, rendendo difficile per le tecnologie odierne. Al contrario, il metanolo (CH3O3), un tipo di alcol, non richiede refrigerazione, ha una maggiore densità di energia ed è più facile e sicuro da trasportare. Pertanto, una transizione verso un'economia basata sul metanolo è un obiettivo più realistico.

Tuttavia, la generazione di elettricità dal metanolo a temperatura ambiente richiede una cella a combustibile a metanolo diretto (DMFC), un dispositivo che finora ha offerto scarse prestazioni. Uno dei principali problemi con i DMFC è la reazione indesiderata di "ossidazione del metanolo" che si verifica durante la transizione del metanolo, "cioè mentre passa dall'anodo al catodo. Questa reazione provoca la distruzione del catalizzatore di platino (Pt) , che è essenziale per il funzionamento della cella. Sebbene siano state proposte alcune strategie per mitigare questo problema, nessuna è stata finora abbastanza buona a causa di problemi di costi o stabilità.

Un gruppo di scienziati coreani ha trovato una soluzione creativa ed efficace. Hanno realizzato, utilizzando una procedura relativamente semplice, un catalizzatore costituito da nanoparticelle di Pt racchiuse in un guscio di carbonio. Questo guscio forma una rete di carbonio quasi impermeabile con piccoli fori causati da difetti di azoto. Sebbene l'ossigeno, uno dei principali reagenti nel DMFC, possa raggiungere il catalizzatore Pt attraverso questi "buchi", le molecole di metanolo sono troppo grandi per attraversarle.

"Il guscio di carbonio agisce come un setaccio molecolare e fornisce selettività per i reagenti desiderati che possono effettivamente raggiungere i siti del catalizzatore. Ciò impedisce la reazione indesiderata dei nuclei di Pt", spiega il Prof. Oh Jung Kwon della Incheon National University (Corea), che ha condotto lo studio.

Gli scienziati hanno condotto vari esperimenti per caratterizzare la struttura generale e la composizione del catalizzatore preparato e hanno dimostrato che l'ossigeno può passare attraverso il guscio di carbonio, ma non il metanolo. Hanno anche trovato un modo semplice per controllare il numero di difetti nell'involucro semplicemente modificando la temperatura durante la fase di trattamento termico. Nei successivi confronti sperimentali, il loro nuovo catalizzatore purificato ha superato i catalizzatori Pt commerciali e ha anche mostrato una stabilità molto più elevata.

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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

Muscolo artificiale a base di proteine naturali 02.02.2022

I ricercatori dell'Università di Friburgo (Germania) hanno sviluppato un muscolo artificiale basato esclusivamente su proteine naturali. Le contrazioni muscolari possono essere controllate dai cambiamenti dell'acidità dell'ambiente e della temperatura.

Il materiale utilizzato dagli scienziati è a base di elastina, una proteina fibrosa naturale presente anche nell'uomo che dona elasticità alla pelle e ai vasi sanguigni. I ricercatori hanno sviluppato due proteine simili all'elastina, una delle quali risponde alle fluttuazioni di acidità (pH) e l'altra alle variazioni di temperatura. Gli scienziati hanno combinato le due proteine utilizzando la reticolazione fotochimica per formare un materiale a doppio strato.

Quindi, in risposta alle variazioni del livello di pH nell'ambiente acquatico in cui è stato collocato il materiale, o temperatura, il muscolo artificiale è stato in grado di contrarsi ritmicamente. In caso di sbalzi di temperatura, la reazione chimica è iniziata a circa 20 gradi Celsius. In questo caso è stato possibile programmare alcuni stati muscolari e ripristinarli nuovamente con un altro stimolo.

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