Bastano due minuti per ricaricare il titanato di litio
Un nuovo materiale anodico capace di migliorare la stabilità delle batterie al litio e la loro velocità di carica. Su questo obiettivo stanno lavorando da anni i ricercatori dell’Argonne National Laboratory, una delle braccia scientifiche del dipartimento americano dell’Energia. Uno degli ultimi progressi usciti dalle stanze dell’Argonne potrebbe effettivamente dare al settore dell’accumulo una poderosa spinta in avanti. Assieme ad un gruppo di scienziati internazionali provenienti dall’Università Tsinghua di Pechino e dal Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Boston, il chimico Jun Lu ha messo a punto un nuovo composto in grado di sostituire con efficienza la tradizionale grafite impiegata negli elettrodi delle batterie al litio.
Il lavoro si è concentrato su materiali quali il titanato di litio e il biossido di titanano, conosciuti per la loro capacità di aumentare notevolmente le prestazioni nei cicli di carica. Il problema principale legato all’utilizzo di questi elettrodi è che il processo di sintesi richiede acqua, creando intermedi di reazione che a loro volta contengono acqua (idrati di litio titanato). Dal momento che quest’ultima rischia di reagire con l’elettrolita e degradare le prestazioni delle batterie, chi utilizza il titanato di litio è costretto a riscaldare l’anodo a temperature molto elevate (superiore a 500° C) per eliminarla completamente.
L’espediente, tuttavia, non è privo di effetti collaterali e il rischio maggiore è che tutta la struttura si aggreghi, perdendo il design su scala nanometrica. È a questo punto che arriva il lavoro svolto dal gruppo di scienziati. Il team ha scoperto che, riscaldando il materiale dell’anodo a una temperatura molto più bassa (inferiore a 260° C), si poteva rimuovere l’acqua vicino alla superficie ma mantenerla nella maggior parte del materiale, senza andare incontro alla formazione di grumi nella struttura.
Quando i ricercatori hanno testato il materiale in laboratorio, la stabilità ciclica è migliorata, sostenendo oltre 10.000 cicli. Inoltre il titanato di litio si carica molto rapidamente, in meno di due minuti. Come fa notare Jun Lu “La maggior parte delle volte, l’acqua è dannosa per le batterie agli ioni di litio non acquose, ma in questo caso può essere anche un vantaggio”.
(fonte: Rinnovabili.it)
L’idea del giovane indonesiano David Christian spopola. I contenitori sanno di gelatina e sono disponibili in diversi aromi, dalla menta al tè verde
Non è passato neppure un anno da quando il biologo balinese Kevin Kumala ha presentato al mondo il bioplastica realizzata con amido di manioca olio vegetale e resine organiche. Eppure l’Indonesia è già pronta a stupire di nuovo con un altro materiale “green” in rimpiazzo ai polimeri ottenuti dal petrolio: una pellicola a base di alghe e destinata al comparto alimentare.
Il prodotto appartiene a Evoware piccola start up indonesiana che è riuscita a portare sul mercato la propria idea, ovvero realizzare un biopackaging così sano e naturale da poter esser addirittura mangiato. Un’originale (e completamente biodegradabile) alternativa ai tradizionali imballaggi in plastica fossile, che oggi soffocano acque e spiagge del Paese.
Il problema, infatti, è così forte in Indonesia che la Nazione è stata etichetta come il secondo più grande inquinatore marino per quanto riguarda la plastica, dopo la
Cina.
Il co-fondatore di Evoware, David Christian, spiega come l’dea di produrre un biopackaging alimentare a base di alghe sia arrivata dal desiderio di contrastare esplosione di rifiuti che ha investito in questi anni la sua città natale, la capitale Jakarta. “Ho visto la quantità di rifiuti plastici prodotta qui, una quantità che impiega centinaia o anche migliaia di anni per degradarsi, contaminando tutto”, afferma Christian. I primi prodotto realizzati, dei bicchieri, hanno catturato subito l’attenzione del produttore di bevande Ong Tek Tjan, che sta già utilizzando il biopackaging per i suoi gelati e le sue bibite.
I contenitori sanno di gelatina e sono disponibili in diversi aromi, dalla menta al tè verde e saranno a breve accompagnati da in altri tipi di confezioni, come bustine solubili per il caffè o per i condimenti. La soluzione si presta ad avere anche un impatto positivo anche gli agricoltori locali: l’Indonesia è uno dei maggiori produttori di alghe al mondo, ma molti coltivatori vivono in condizioni di povertà assoluta. Se trasformato in un business su larga scala si potrebbero “mantenere puliti i litorali, riducendo i rifiuti polimerici, aiutando i coltivatori d’alghe locali e le loro famiglie”.
La strada per competere con gli imballaggi tradizionali è tuttavia ancora lunga. Il cono di alga Ello, uno dei prodotti in commercio, costa fino a cinque volte di più rispetto alle coppette in plastica.
(fonte: Rinnovabili.it)
Con la tecnologia della palla di grafene si possono realizzare batterie al litio che si caricano in 12 minuti e hanno una capacità superiore del 45%
Il problema delle batterie al litio, è che bisogna scegliere tra velocità di ricarica e capacità. Valori alti per entrambi i parametri sono difficili da ottenere. Ma forse siamo a una svolta: almeno stando a quanto rivelano i ricercatori di Samsung, che lavorando con la Seoul National University avrebbero trovato la soluzione grazie a un materiale mai troppo elogiato: il grafene. Se “mixato” ad un composto di ossigeno e silicio (SiOx), crea quella che viene comunemente chiamata “palla di grafene“, simile in superficie ad un popcorn.
Ricoprendo gli elettrodi con la palla è stato sufficiente a sviluppare una batteria in grado di caricarsi completamente in soli 12 minuti (5 volte più rapidamente di oggi), con una capacità che può arrivare fino al 45% in più rispetto a quelle attualmente esistenti. La ricerca, se arriverà allo sbocco commerciale, potrebbe dar vita a veicoli elettrici più leggeri e più rapidi nella ricarica.
Il problema dell’attuale tecnologia agli ioni di litio sono le reazioni collaterali che possono logorare gli elettrodi, specialmente se la batteria viene caricata troppo in fretta. Ma il grafene ha anche un’altra dote: è capace di ridurre l’usura, aumentando contemporaneamente la conduttività.
I ricercatori, che hanno pubblicato i loro risultati su Nature, sottolineano che non si tratterà dell’ennesimo gioco da laboratorio: il Samsung Advanced Institute of Technology ha già depositato due brevetti per la tecnologia della palla di grafene negli Stati Uniti e in Corea e crede che la produzione non sia una chimera. Già nel 2021-2022 la nuova tecnologia potrebbe affermarsi nel settore degli accumulatori per l’elettromobilità, trasformandosi nella soluzione ai problemi strutturali che finora sembravano difficilmente sormontabili.
Batterie che si ricaricano completamente in una decina di minuti potrebbero rendere le auto elettriche molto più pratiche, anche se l’autonomia rimanesse invariata. All’industria automobilistica spetterà scegliere se puntare su batterie più piccole per mezzi più leggeri, o se continuare a produrre grandi accumulatori che con questa tecnologia possono garantire un’autonomia maggiore rispetto ad oggi.
(fonte: Rinnovabili.it)
L’evoluzione nel campo dei trasporti elettrici compie passi da gigante, in tutti i sensi. È infatti un gigante della strada che il CEO di Tesla Elon Musk ha presentato nel corso di un evento ad Hawthorne in California.
Tesla Semi, questo il nome del nuovo mezzo, è un tir che può trasportare fino a 36 tonnellate di carico, in grado di circolare anche lì dove solitamente il passaggio ai camion è vietato. Secondo le parole di Musk sarà anche il più veloce, il più aerodinamico, il più sicuro e il più confortevole al mondo, non ché il primo tir elettrico di serie.
Il veicolo è spinto da quattro motori elettrici indipendenti, collegati alle 4 ruote posteriori della motrice, che ne ha 6 in totale. Le batterie sono collocate nella parte bassa della cabina, per dare stabilità al mezzo. La motrice è in grado di passare da 0 a 100km/h in 5 secondi, 20 a pieno carico, grazie al collegamento diretto motore-ruota, che riduce anche i costi di manutenzione. Le batterie sono garantite per 1,6 milioni di km.
Ha un’autonomia fra i 500 e gli 800 km con una ricarica, della durata di 30 minuti nelle stazioni di ricarica Tesla Supercharger.
All’interno invece il guidatore è posizionato al centro della cabina, mentre le informazioni necessarie alla guida sono presentate su due pannelli touchscreen posti ai lati del volante. Gli schermi, come nelle normali auto Tesla, mostrano la velocità di crociera, la mappa del percorso, lo stato di motori e batterie ecc. Sarà anche dotato di un sistema di guida semiautomatica Autopilot, che consentirà di mantenere la distanza di sicurezza dagli altri veicoli.
Il modello è l’innovazione Tesla sono stati subito prenotati dall’azienda altoatesina Fercam, come primo operatore europeo, grazie alla collaborazione con il partener americano che ha permesso l’acquisto, visto che il modello sarà in realtà disponibile solo per il mercato statunitense e solo nel 2019.
Dalla Fercam si augurano che questi spinta Tesla dia nuovo sprint allo sviluppo di soluzioni per il trasporto pesante sempre più sostenibili e all’avanguardia, in grado di semplificare la vita a chi guida i mezzi e a chi li gestisce.
(fonte: ecosost.it)
Le nuove finestre intelligenti statunitensi si colorano in risposta al sole mentre producono energia elettrica
(Rinnovabili.it) – L’ultima novità in campo delle smart window, dispositivi intelligenti in grado di regalare qualche funzione in più ai tradizionali infissi, arriva dagli Stati Uniti. A metterla a punto sono stati gli scienziati del Laboratorio Nazionale delle Energie Rinnovabili (NREL), una delle braccia di ricerca del Dipartimento dell’Energia stelle e striscie. Il nuovo lavoro si è focalizzato sulle finestre solari termocromiche, sistemi commutabili che rispondono dinamicamente alla luce solare: quando i raggi riscaldano il vetro, questo si colora producendo elettricità ad alta efficienza. .
La vera novità della ricerca consiste soprattutto nei materiali impiegati per realizzare questo tipo di smart window. Il team, guidato dallo scienziato Lance Wheeler, ha impiegato un complesso di perovskiti- metilammina e nanotubi di carbonio a parete singola: la ricetta ha permesso di creare uno strato assorbitore capace di passare dallo stato trasparente (trasmittanza visibile del 68%) a uno colorato (meno del 3% di trasmittanza visibile).
Il gioco della trasmittanza è dovuto alle molecole di metilammina che “entrano ed escono” dallo strato assorbitore in risposta alla radiazione luminosa. Quando la finestra si colora, un processo che ha richiesto circa 3 minuti di illuminazione durante il test, produce elettricità.
Cosa cambia rispetto agli esperimenti e i prodotti passati? Che le attuali tecnologie per le finestre solari sono statiche, il che significa che sono progettate per sfruttare una frazione dei raggi solari senza sacrificare la trasmissione della luce visibile. “Esiste un compromesso fondamentale tra una buona finestra e una buona cella solare”, spiega Wheeler. “Questa tecnologia lo scavalca: abbiamo una buona cella solare quando c’è un sacco di sole e abbiamo una buona finestra quando non ce n’è”.
Il documento di proof-of-concept pubblicato su Nature Communications riporta un’efficienza di conversione dell’energia solare dell’11,3 percento. “Ci sono tecnologie termocromiche là fuori – aggiungono gli scienziati – ma nulla che converta effettivamente quell’energia in energia elettrica”. Gli scienziati stanno sviluppando una strategia di mercato per portare il loro SwitchGlaze, questo il nome con cui sono state battezzate le finestre solari, in commercio.
(fone: Rinnovabili.it)
Dei mille usi dei fondi di caffè abbiamo parlato più volte, ma non ne abbiamo considerato uno che invece cambierà la vita dei pendolari londinesi: fondi di caffè come carburante per gli autobus a due piani.
I famosi double-decker rossi, simbolo del trasporto pubblico inglese, da lunedì scorso sono infatti spinti da bio carburanti ricavati da fondi di caffè.
La Bio-bean, una startup britannica, è infatti in collaborazione con il colosso multinazionale Royal Dutch Shell, per produrre il biocarburante, mescolando gli scarti di caffè delle grandi caffetterie londinesi con il mix di diesel e biocombustibile che li fa muovere.
I fondi vengono essiccati e ne viene estratto l’olio, da mescolare al biocarburante B20, per ridurre del 10-15% le emissioni di carbonio.
Dalla startup dicono di aver prodotto già 6mila litri di carburante, sufficienti per far funzionare un autobus per un anno; un modo intelligente per sfruttare le 200mila tonnellate di scarti di caffè prodotte ogni anno dai londinesi.
Si tratta del primo passo nella sperimentazione di una serie di progetti per rendere più green la città, utilizzando scarti alimentari nella produzione di combustibile. “È un grande esempio di ciò che si può fare quando cominciamo a re-immaginare i rifiuti come una risorsa da sfruttare” ha dichiarato Arthur Kay, il ventisettenne fondatore di Bio-Bean.
Un’idea che se applicata in Italia frutterebbe ancor di più, considerato l’enorme quantitativo di caffè consumato nel nostro Paese, ben 39 miliardi di tazze di caffè all’anno.
(fonte: Ecosost.it)
I ricercatori della divisione “Bioenergie” e del laboratorio “Biosicurezza” dell’ENEA hanno brevettato un nuovo bio-cemento con elevate proprietà di isolamento termico e acustico e di resistenza al fuoco
Nasce in Italia, e più precisamente nei laboratori Enea, il nuovo bio-cemento superisolanteche mette assieme attenzione ambientale e risparmio energetico. I “genitori” dell’innovativo brevetto sono i ricercatori della Divisione “Bioenergie, Bioraffinerie e Chimica Verde” (Centro Ricerche Trisaia) e del laboratorio “Biosicurezza e Stima del rischio” (Centro Ricerche Casaccia) dell’ente nazionale.
Unendo le rispettive competenze gli scienziati hanno creato una versione sostenibile del cosiddettocalcestruzzo aerato autoclavato (in inglese Autoclaved Aerated Concrete – AAC), materiale per molti versi superiore al tradizionale laterizio. L’ACC, infatti, è dotato di elevato potere coibentante e di isolamento acustico. Inoltre, grazie al particolare struttura porosa, è molto più leggero della concorrenza, senza perdere di resistenza alla compressione. Caratteristiche che ne fanno un ottimo prodotto edilizio.
Ottimo, ma non troppo sostenibile. Per creare i pori interni, è normalmente impiegata la polvere di alluminio, un agente aerante molto infiammabile che richiede stringenti misure di sicurezza degli impianti; il suo compito è quello di attivare il processo di “lievitazione” dell’impasto cementizio, reagendo con gli altri materiali e liberando bolle di idrogeno.
È esattamente a questo punto che sono intervenuti i ricercatori Enea per creare un’alternativa più sicura e verde. Il processo realizzativo del nuovo bio-cemento (BAAC -Bio Aerated Autoclavated Concrete) sostituisce la polvere di alluminio con lievito di birra miscelato ad acqua ossigenata. Il risultato centra in pieno l’obiettivo: il prodotto finale è tecnicamente molto leggero, per la grande quantità di bolle d’aria al suo interno, pur mantenendo le caratteristiche meccaniche e fisiche del materiale cementizio: il bio-cemento è dotato di elevate proprietà di isolamento termico e acustico e di resistenza al fuoco.
“Questa innovazione di processo è ancora di nicchia, ma presenta grandi potenzialità; infatti, le nostre attività di sperimentazione hanno suscitato l’interesse dei soggetti coinvolti nella filiera produttiva del cemento cellulare che hanno voluto contribuire fornendoci gratuitamente le materie prime”, spiega Piero De Faziodella Divisione “Bioenergie, Bioraffinerie e Chimica Verde” presso il Centro Ricerche ENEA della Trisaia. “La formulazione di questa innovativa versione del cemento aerato autoclavato è stata possibile anche grazie alla collaborazione tra le competenze di chimica verde dei ricercatori di Trisaia e quelle dei sistemi in vitro ed in vivo dei ricercatori di Casaccia”, aggiunge Giorgio Leter del Laboratorio “Biosicurezza e Stima del rischio” presso il Centro Ricerche ENEA della Casaccia.
I vantaggi economici e di sostenibilità ambientale derivano dall’abbattimento delle spese energetiche e dei costi indiretti connessi alla gestione dell’impianto ai fini della sicurezza e dalla riduzione del numero dei componenti “addizionali” come la calce e il gesso.
(fonte: Rinnovabili.it)
L’Africa è un continente pieno di problemi, che vanno dalla mortalità infantile alla siccità; dalle guerre alle malattie. Problemi che non sono di facile soluzione, anche se ci si sta impegnando sempre di più per il trasporto di medicine, la costruzione di nuovi pozzi e per un miglioramento della vita delle popolazioni più colpite.
Uno dei problemi a cui si sta cercando di provvedere è quello della conservazione del cibo. Spesso il 50% della frutta e della verdura e il 20% dei cereali vanno persi, in mancanza di adeguati sistemi di stoccaggio e conservazione sotto il sole bollente dei paesi africani, i quali spesso mancano anche di energia elettrica. Uno spreco che non è accettabile in un continente in cui, solo fra Nigeria, Sud Sudan e Somalia ci sono 20 milioni di persone che muoiono di fame.
Per questo il giovane informatico John Mbindyo ha avuto l’idea di creare una cella frigorifera a energia solere che fornisce un impianto di stoccaggio per venditori e agricoltori. Si chiama FreshBox e può allungare la vita dei prodotti agricoli fino a 21 giorni conservandoli a una temperatura fra gli 0 e i 15 °C. Il costo? 0.65€ al giorno.
Il suo progetto è fase di sperimentazione in 10 diversi negozi di Nairobi e 4 fattorie di Kiambu County. Molte delle persone contattate da Mbindyo si sono dette pronte ad acquistare il prodotto, perciò egli dice “Spero di espandere la nostra capacità produttiva e di avere più unità a Nairobi per attirare più clienti.”
Sono queste invenzioni su cui bisogna investire, per risolvere almeno uno dei problemi dell’Africa.
(fonte: ecosost.it)
Uno studio inglese svela le insospettabili potenzialità dei mozziconi: perfetti per produrre materiali con cui immagazzinare idrogeno. Un importante passo in avanti per un futuro senza combustibili fossili
OGNI anno nel mondo vengono fumate più di un bilione di sigarette. E quello che si lasciano alle spalle, una volta spente, sono circa 800 mila tonnellate di mozziconi, rifiuti non degradabili che inquinano il suolo e le acque rilasciando nicotina e molte altre sostanze tossiche. Ma quella che oggi è un’autentica emergenza ambientale, in futuro potrebbe trasformarsi in una preziosa risorsa: materia prima per produrre sistemi di stoccaggio dell’idrogeno, da sfruttare per costruire auto e altre tecnologie a impatto zero. A suggerirlo è una ricerca dell’Università di Nottingham, pubblicata sulle pagine della rivista Energy and Environmental Science.
Per capire l’importanza della ricerca bisogna ricordare che l’idrogeno è una delle grandi promesse nel campo dell’energia sostenibile. Può infatti essere bruciato per produrre calore esattamente come un combustibile fossile, o essere immagazzinato in celle di carburante per ottenere elettricità green, producendo semplice acqua come prodotto di scarto. In uno scenario ideale alimenterebbe mezzi di trasporto e impianti di riscaldamento, e verrebbe sfruttato anche l’immagazzinamento dell’energia in eccesso da fonti rinnovabili, come il solare o l’eolico. Garantendo una resa energetica maggiore, e un impatto ambientale molto limitato rispetto a quello dell’economia attuale basata sui combustibili fossili.
Prima di arrivare a una vera economia dell’idrogeno però ci sono diversi problemi ancora da superare, non ultimo quello dello stoccaggio: a parità di volume la benzina ha infatti un rendimento mille volte maggiore. Questo significa che servirebbe un serbatoio mille volte più ampio per garantire ad un’automobile l’autonomia attuale. Sempre – ovviamente – se si utilizzassero serbatoi tradizionali. “Attualmente esistono due modi principali per immagazzinare l’idrogeno – spiega Stephen McPhail, esperto di energie rinnovabili dell’Enea. “Può essere mantenuto allo stato gassoso, ma a pressioni molto alte che oggi raggiungono anche le 700 atmosfere; oppure stoccato all’interno di materiali solidi, come gli idruri di metalli, in cui le molecole di idrogeno si collocano all’interno degli interstizi della struttura cristallina del materiale”.
La prima opzione è quella utilizzata attualmente nelle macchine ad idrogeno, e con le tecnologie più recenti permette ad alcuni modelli di ottenere un’autonomia di viaggio di circa 500 chilometri – simile cioè a quella delle auto a benzina – utilizzando bombole delle dimensioni di un normale serbatoio. Per utilizzi su scala più piccola, come l’alimentazione di biciclette o altri piccoli apparecchi elettrici, o su scala molto maggiore, come il recupero dell’energia in eccesso prodotta da impianti eolici, è più utile invece lo stoccaggio in forma solida. “Quelli esistenti sono sistemi molto sicuri, ma attualmente sono limitati dalla possibilità di immagazzinare una quantità di idrogeno pari al 5% del peso totale del materiale – sottolinea McPhail – è per questo che si continuano a studiare nuovi materiali e tecniche per ottimizzare questi processi”.
Ed è proprio qui che si inserisce il nuovo studio. I ricercatori dell’Università di Nottingham hanno infatti sperimentato una tecnica definita carbonizzazione idrotermale, un processo di smaltimento dei rifiuti organici che sfrutta solo acqua e calore per trasformarli in carbonio. Tra i materiali di scarto utilizzati nei loro esperimenti gli scienziati hanno deciso di utilizzare anche i mozziconi di sigarette, ottenendo un carbone attivo estremamente poroso, che si è rivelato perfetto per l’immagazzinamento dell’idrogeno: il più efficiente materiale a base di carbonio ottenuto fino ad oggi, almeno in termini di capacità di stoccaggio.
Ovviamente, la strada è ancora lunga prima di pensare di utilizzare realmente il nuovo materiale. Non di meno, i suoi autori scopritori assicurano che si tratta già di un traguardo estremamente importante. “Il nostro lavoro ha dato due risultati molto interessanti”, rivendica Robert Mokaya, professore di chimica dei materiali dell’Università di Nottingham e coordinatore della ricerca. “Da un lato,
indica che il riciclo potrebbe risolvere il problema dei mozziconi di sigaretta, attualmente impossibili da smaltire. E dall’altro ci ha permesso di ottenere un tipo di carbone attivo che ha settato un nuovo record nel campo dello stoccaggio di idrogeno, almeno tra i materiali porosi”.
(fonte: repubblica.it)
