UNA LENTINA SMART

 Energia, Innovazioni
Giu 232024
 

Le lenti a contatto sono spesso fedeli compagne per molti di noi: c’è chi le sceglie come soluzione cosmetica; chi, come gli sportivi, per grande comodità; altri per correggere deficit visivi.
Il cinema, e soprattutto la fantascienza, hanno sempre spinto il concetto di lente a contatto ben oltre le sue normali funzioni, rendendole in grado di migliorare o aumentare i poteri di chi le indossa.

Grazie alla ricerca condotta da un gruppo di scienziati della Nanyang Technological University di Singapore, anche nella realtà, le lenti a contatto supereranno il loro fine medico.
Le applicazioni di queste innovative lenti saranno differenti…. (se vuoi continuare ad approfondire, clicca sull’immagine qui sotto per leggere il resto dell’articolo)

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Laser

UNA BATTERIA SECOLARE

 Energia, Innovazioni
Mag 122024
 

Uno dei punti deboli delle batterie montate sulle automobili, ma non solo quelle, oltre ai tempi di ricarica e all’autonomia è la loro durata.

Infatti, l’usura a cui sono sottoposte le porta ad un rapido deperimento e questo rappresenta un grande limite al loro utilizzo massivo.
Il deperimento è dovuto al fatto che il componente principale è il litio e a causa di questo, già dopo pochi anni, le prestazioni delle batterie calano sensibilmente, come accade con un telefonino o un tablet.

Inoltre, negli ultimi anni, il prezzo del litio… (se vuoi continuare ad approfondire, clicca sull’immagine qui sotto per leggere il resto dell’articolo)

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LA BATTERIA CHE NON BRUCIA

 Energia, Innovazioni
Mar 192024
 

Abbiamo spesso parlato delle batterie elettriche e di come queste si stiano pian piano evolvendo grazie a decine di studi condotti in tutto il mondo per renderle migliori dal punto di vista della performance, della durata, della sicurezza e della velocità di ricarica.

Ma esiste un altro punto debole presente in queste importanti componenti elettroniche di cui ci accorgiamo quando saliamo su un aero.
Il personale di bordo, infatti, ci informa che non possiamo tenere batterie sotto carica all’interno dell’aeromobile e che è necessario avvisarli se un nostro dispositivo elettronico presenta surriscaldamenti.
La causa è dovuta all’instabilità degli ioni di litio, i quali sottoposti a calore creano le condizioni per un ulteriore aumento della temperatura che può sfociare in un incendio evidentemente pericolosissimo all’interno… (se vuoi continuare ad approfondire, clicca sull’immagine qui sotto per leggere il resto dell’articolo)

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LA BATTERIA SUPERVELOCE

 Energia, Innovazioni
Ott 052023
 

Molte volte si è affrontato la questione delle batterie per le auto elettriche. I problemi sono sempre gli stessi: la durata e soprattutto i tempi di ricarica.

Ma una notizia importante arriva dalla Cina dove la multinazionale CATL annuncia, per voce del proprio direttore tecnologico, la presentazione di un nuovo prodotto.

Si chiama Shenxing, che vuol dire movimento divino, una nuova batteria elettrica in grado di erogare fino a 400 chilometri dopo appena 10 minuti di ricarica.

Si tratta di una batteria LFP… (se vuoi continuare ad approfondire, clicca sull’immagine qui sotto per leggere il resto dell’articolo)

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BATTERIE DAL POLISTIROLO

 Innovazioni, Materiali
Giu 122019
 

L’ennesima soluzione per realizzare batterie ecologiche, a basso costo e durature giunge dai ricercatori dell’Università americana di Purdue, nell’Indiana i quali hanno presentato i risultati di una loro ricerca piuttosto singolare.

Gli scienziati sono partiti da un materiale poco riciclabile ma altamente inquinante come il polistirolo, le palline bianche che servono per imballaggio e per l’isolamento. Solo per il 10% viene riciclato mentre il resto finisce nelle discariche con gravi problemi per lo smaltimento e soprattutto per l’ambiente, vista la quantità di sostanze chimiche contenute in questo materiale capace di provocare grave inquinamento all’ecosistema.

Con la loro ricerca, gli scienziati Vinodkumar Etacheri e i ricercatori guidati da Vilas Pol, sono riusciti a trasformare questo materiale da imballaggio in micro fogli e nano-particelle di carbonio e li hanno testati come anodi delle batterie all’ioni di litio ricaricabili. Il risultato è stato incredibile. Questi elettrodi sono risultati migliori di quelli attualmente in commercio realizzati in grafite.

Utilizzo di questo materiale porterebbe con sé due vantaggi: da un lato eliminare materiale inquinante riciclandolo al 100%, dell’altro realizzare batterie altamente efficienti. Gli studi sono talmente a buon punto che, molto probabilmente, queste batterie potrebbero arrivare già sul mercato tra meno di due anni.

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NUOVO RECORD CON ENERGY BATTERY

 Energia, Innovazioni
Apr 242019
 

Uno dei più grandi ostacoli alla diffusione dell’auto elettrica, attualmente è il problema dell’autonomia, ossia la durata con carica singola per le batterie montate all’interno di queste autovetture.

Kia E-Niro

Attualmente la Kia E-Niro è l’unica in grado di percorrere 440 km senza la ricarica ma questo è solo un aspetto del problema; l’altro è la diffusione delle colonnine di ricarica e l’impossibilità, quindi, di fare rifornimento tra una tappa e l’altra. Inoltre, quello accaduto ultimamente a una a Tesla, il cui video è diventato virale in rete, cioè l’esplosione dell’autovettura posteggiata in un garage, è il secondo problema legato all’uso delle batterie elettriche per le autovetture. Le batterie al litio hanno, purtroppo, un alto grado di infiammabilità e questo può essere un problema in molti casi soprattutto in caso di incidente o di parcheggio all’interno di un’autorimessa.

Continuamente si legge di innovazioni e di cambiamenti tecnologici che permetteranno di ottenere batterie più efficienti, più durature e soprattutto più sicure. L’ultima innovazione è stata proposta dalla società Svizzera con sede a Basilea, la Innolith la quale è specializzata nella realizzazione di batterie ricaricabili a elettroliti inorganici che, ha affermato in questi giorni di aver sviluppato la prima batteria ricaricabile da 1000 Wh/Kg al mondo.

Prende il nome di Energy Battery e promette di alimentare un veicolo elettrico per oltre 1000 km con una singola ricarica riducendo drasticamente i costi sia per l’assenza di materiali preziosi e costosi e soprattutto per l’elevata densità energetica del sistema. Inoltre, ed è cosa non trascurabile, e la prima batteria al litio non infiammabile destinata a veicoli elettrici.

Inoltre, viene spiegato dal produttore che, la densità all’interno di ogni cella di queste batterie e di gran lunga superiore ad ogni altra batteria in commercio e quindi con grandi prospettive di sviluppo soprattutto l’assenza di sostanze organiche eliminando il problema della sicurezza per questo tipo di batterie.

La Energy Battery sarà disponibile inizialmente per un programma pilota in Germania ma poi, tramite diverse partnership sarà data in licenza ad altre aziende che si occupano di automotive. Pare che il completamento dello sviluppo per la commercializzazione richiederà comunque ancora dai 3 ai 5 anni.

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ENERGIA INFINITA = IDROGENO

 Energia
Lug 152018
 

Che l’idrogeno consenta concentrazioni di energia maggiori della benzina o del gasolio, è noto, ma il problema è che la sua estrazione comporta ancora costi elevati e grossi problemi per la sicurezza. Infatti, l’idrogeno per poter essere utilizzato, deve essere compresso allo stato liquido con enormi rischi di esplosione e processi molto costosi, fattori che hanno rallentato se non fermato del tutto lo sviluppo delle auto dotate di questo tipo di alimentazione.

Arriva adesso dalla Svizzera, dalla società GRT group e dal Politecnico di Losanna, una soluzione denominata HyForm-PemFc, che sfrutta l’acido formico per l’estrazione dell’idrogeno. L’acido formico è una concentrazione di idrogeno e anidride carbonica e rispetto a tanti altri componenti presenta una maggiore facilità nell’estrazione e nello stoccaggio dell’idrogeno.

Molti hanno tentato questa strada, ma per la prima volta, l’HyForm-PemFc, ha consentito di raggiungere elevati livelli di efficienza. La macchina creata in Svizzera consente già adesso di produrre circa 7 mila kilowatt all’ora di energia con un’efficienza del 45%, valore che fa ben sperare nelle auto alimentate all’idrogeno, perché questo sistema consente di produrne di nuovo durante il suo uso permettendo la realizzazione di auto totalmente green e autosufficienti all’infinito.

Il sistema del GRT Group, consente di trasformare l’acido formico in idrogeno utilizzando basse temperature e con dispendio di energia minimo.

La batteria così realizzata permette la fornitura di energia, sia per uso industriale che domestico, per lunghi periodi anche in zone isolate e desertiche, senza dover predisporre centrali o altri sistemi di alimentazione. Il sistema consente, inoltre, l’accumulo di energia per usi in altri momenti.

HyForm-PemFc è costituita da due parti principali: un reformer di idrogeno HyForm e una pila a combustibile chiamata PemFc. Il catalizzatore per estrarre l’idrogeno è a base di rutenio, un materiale molto costoso, per cui gli scienziati stanno cercando un sostituto meno caro a questo componente.

Grazie a questo sistema, l’estrazione dell’idrogeno avviene in maniera sostenibile, la pila è al 100% ecologica, silenziosa, emette gas puliti, non emette anidride carbonica, ne particolato e neppure ossidi di azoto. Inoltre, ha ridotte necessità di manutenzione, ha una tecnologia scalabile per cui può essere utilizzata dalla semplice utenza domestica a più complessi e onerosi, in termini di energia, impianti industriali. Non necessita di connessioni a reti elettriche per cui può essere utilizzata anche in luoghi remoti e utilizza appunto l’acido formico che è facile da stoccare, trasportare e maneggiare e si può produrre da fonti sostenibili presenti in enorme quantità nel mondo.

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BATTERIE NON INQUINANTI

 Energia
Set 172017
 

Abbiamo spesso affrontato come argomento su queste pagine quello delle batterie, della loro durata, della possibilità di essere bio-compatibili e non tossiche per l’ambiente e le persone.

BatteriePulite01

L’uso di determinate sostanze, tipo gli ioni di litio, oltre ad essere altamente inquinanti e pericolose, hanno anche, fino ad ora, limitato fisicamente lo sviluppo delle batterie. Infatti questi materiali, a causa della loro pericolosità, hanno richiesto ai costruttori l’utilizzo di materiali aggiuntivi, resistenti e rigidi che hanno impedito di fatto la creazione di batterie con forme curve o adattabili alle superfici.

Da un team di ricercatori cinesi, è stato pubblicato un nuovo studio che dimostra come sia possibile utilizzare al posto dei materiali tossici e corrosivi attualmente in uso altri prodotti assolutamente compatibili e non dannosi.

Questa nuova soluzione consentirà di creare batterie dalle forme insolite e soprattutto indossabili, ossia inseribili in apparecchi che stanno all’interno del corpo umano. Il team cinese, ha sostituito i nocivi e tossici elettroliti chimici, con sostanze tipo il solfato di sodio cristallino, sostanza che normalmente viene utilizzata nelle soluzioni saline per la coltura delle cellule.

L’essersi liberati dei materiali aggiuntivi di irrigidimento e protezione, ha consentito agli scienziati di realizzare nuove batterie, una con le sembianze di cintura e una con struttura a nanotubi.

Approfondisco: I nanotubi sono strutture tubolari aventi un diametro del tubo che va da qualche nanometro a qualche decina di nanometri. Il prefisso “nano”; nella parola “nanotubo”; indica proprio la dimensione caratteristica del diametro dei tubi.

BatteriePulite02

Il limite di queste nuove batterie, è la resistenza alla piegatura e alle angolazioni. L’uso del solfato di sodio, si è rivelato migliore delle altre soluzioni e alla fine, la batteria-cintura, non è stata influenzata minimamente nelle sue prestazione da centinaia di torsioni e piegature.

Le batterie a nanotubi, invece, si sono rivelate ancora più efficaci, perché gli scienziati hanno scoperto che in queste è possibile accelerare la conversione dell’ossigeno disciolto negli ioni-idrossidi, così da rendere possibile l’assorbimento dei farmaci con maggiore celerità e in punti del corpo non raggiungibili con le procedure conosciute.

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UNA SUPER BATTERIA DALLE NANOTECNOLOGIE

 Energia
Nov 272016
 

Abbiamo parlato molte volte di nuove tecnologie per la realizzazione di batterie per prodotti indossabili e per gli smartphone. Le batterie rappresentano oggi proprio per questi ultimi il vero tallone di Achille. I moderni cellulari, infatti svolgono una quantità enorme di funzioni e vengono usati in modo continuativo dai loro proprietari. Questo purtroppo si traduce in un consumo della batteria molto rapido che richiede continue ricariche anche giornaliere.

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Le nueve batterie cercano di far fronte a questi limiti e anche i produttori ottimizzando i software e l’hardware cercano di limitare i danni, ma la realtà è che bisogna ricaricare il proprio cellulare almeno una volta al giorno e serve del tempo affinché questa non raggiunga un livello accettabile. Inoltre, le batterie sono soggette a un lento ma progressivo decadimento dovuto all’uso; cioè man mano che le si utilizza, la durata diminuisce e i tempi di ricarica crescono.

Dagli studi condotti sulle nanotecnologie all’Università della Florida Centrale dal ricercatore Yeonwoong ‘Eric’ Jung forse si apre uno spiraglio per una soluzione definitiva.

Si tratta di un sistema che utilizza super condensatori flessibili che rispetto alle normali batterie utilizzate oggi, riescono a mantenere la propria stabilità per almeno 30.000 cicli di ricarica, ossia molto di più delle attuali. La loro struttura, inoltre, consente di immagazzinare l’energia molto più rapidamente di quelle al litio potendo così ridurre drasticamente i tempi di ricarica da qualche ora a pochi secondi.

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In pratica, questi condensatori sono composti da milioni di microscopici filamenti rivestiti da materiali bidimensionali capaci di far fluire gli elettroni molto più velocemente così da avere tempi di ricarica inferiori e sono rivestiti da nanomateriali capaci di fornire una superiore densità che consente un maggior accumulo di energia e potenza.

Si tratta è vero di un progetto ancora in fase sperimentale, ma i risultati fin qui ottenuti fanno ben sperare che si sia imboccata finalmente la giusta strada per realizzare la batteria definitiva, sia per gli indossabili che per le auto elettriche. Staremo a vedere.

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BATTERIE DALLE MELE MARCE

 Didattica
Mar 082016
 

Si moltiplicano gli studi nel tentativo di realizzare la batteria del futuro, eco-sostenibile, capiente e duratura. Dopo le varie soluzioni già presentate sulle nostre pagine, mi sono imbattuto in una nuova soluzione questa volta ad opera dei ricercatori del Karlsruhe Institute of Technology in Germania.

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Dalle mele in decomposizione, i ricercatori sono riusciti a realizzare prototipi di batterie agli ioni di sodio, disidratandole e utilizzando il 95% del carbonio prodotto dalla decomposizione delle materie organiche in esse contenute, realizzando un elettrodo ad alte prestazioni.

BatteriaMele01L’elettrodo così realizzato ha una capacità di 230 mAh/g e una curva di degradazione molto limitata; infatti anche dopo oltre 1000 cicli di caricamento e scaricamento il degrado è risultato molto limitato. Un aspetto negativo sta nel peso che la batteria definitiva avrebbe. Infatti il sodio ha un peso tre volte superiore a quello del litio, per cui queste batterie andrebbero utilizzate per applicazioni che non sono vincolate da necessità di leggerezza, tipo le batterie per automobili.

I ricercatori tedeschi ritengono che l’ideale potrebbe essere quello di sfruttare queste batterie in abbinamento a meccanismi di accumulo di energia chiamati grid storage. La combinazione delle due tecnologie potrebbe rendere vantaggiosi questi generatori proprio per autoveicoli o dispositivi elettronici di una certa dimensione.

Il costo di queste materie prime, inoltre, è pari allo zero, potendo utilizzare mele di scarto o con aspetto non proprio ideale, che normalmente vengono eliminate già nella catena di produzione e non utilizzate neppure per produrre concimi. In più tali elementi sono eco-sostenibili perché totalmente bio-degradabili.

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UNO SCHERMO A ZERO ENERGIA

 Didattica
Gen 162016
 
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SCHERMO01

Si susseguono tutti i giorni notizie in merito a batterie e sistemi in grado di ricaricare molto rapidamente e di mantenere la carica per tempi molto prolungati rispetto alle 24 ore massimo cui siamo abituati oggi con i nostri smartphone.

La notizia giunge dal giornale inglese Telegraph e riporta i risultati di una ricerca condotta all’Università di Oxford. I ricercatori, hanno evidenziato come la maggior parte dell’energia assorbita da un cellulare dipende dallo schermo (circa il 90%). I produttori stanno cercando delle soluzioni attraverso artifici software che mettono in standby parti hardware del telefono, per allungare al massimo la durata delle batterie, ma tutto questo non riesce comunque a far superare a queste ultima una durata giornaliera.

La società di informatica Bodle Technologies, sta infatti sviluppando il progetto di uno schermo capace di ridurre drasticamente i propri consumi anche in piena operatività.

Il dottor Peiman Hosseini, amministratore della società, ritiene che con questa scoperta, si possa creare un nuovo mercato e aprire prospettive incredibili all’innovazione.

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Utilizzando una tecnologia laser già sperimentata e utilizzata nella creazione di DVD riscrivibili, Hosseini ha sviluppato degli schermi molto luminosi, che non richiedono energia per mostrare le immagini, dai colori molto vivaci e estremamente visibili anche alla luce del sole.

L’applicazione di questo tipo di tecnologia trova la sua naturale applicazione proprio negli strumenti che più utilizziamo quotidianamente, i nostri smartphone, realizzando in questo modo una enormemente estensione nella durata della batteria.

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