Hi-TechLife - Blog di Tecnologia & Scienza

Lo scorso agosto la NASA aveva indetto un concorso, il “CAFE Green Flight Challenge” che consisteva in una sfida tra 14 squadre impegnate a costruire velivoli con il più basso consumo di carburante o energia elettrica. I partecipanti dovevano dimostrare che il proprio velivolo fosse in grado di volare per 200 miglia, ad una media di 100mph, consumando un solo gallone di carburante per ogni miglio e con 200 passeggeri a bordo. Oggi è stato decretato il vincitore: la Pipistrel-USA.com di State College, in Pennsylvania, che ha ricevuto un premio di 1,35 milioni dollari. Il secondo posto è andato alla eGenius da Ramona, in California, che ha ricevuto un premio di $ 120.000. “Insieme abbiamo dimostrato che l’elettricità è un valido carburante alternativo per alimentare gli aerei”, ha dichiarato Jack W. LANGELAAN, team leader della Pipistrel-USA.com. “Stiamo assistendo e partecipando alla nascita del trasporto aereo con fonti energetiche verdi”. Entrambe le squadre hanno realizzato un velivolo a trazione elettrica che è andato oltre i requisiti del concorso. La sfida è stata sponsorizzato da Google, che ha messo in palio il premio più cospicuo mai stanziato nella storia dell’aviazione.

Roger Davey, imprenditore australiano, CEO della EnviroMission, società che sfrutta le  energie rinnovabili, sta cercando di utilizzare l’aria calda come mezzo per creare energia pulita per le città. Per fare questo, Davey ha messo a punto un ambizioso progetto che prevede di costruire una torre solare di 792 metri, che sfrutta le correnti ascensionali e dotata di 32 turbine in grado di creare 200 megawatt di energia al giorno. Quanto basta e per alimentare 100 mila abitazioni. La torre, che sarebbe il secondo edificio più alto al mondo dopo grattacielo Burj Dubai, verrà costruita nel deserto dell’Arizona. Funziona con la creazione di energia solare termica dal sole e dal vento, il sole riscalda l’aria sotto una copertura traslucida intorno alla torre. L’aria viene poi riscaldata a 90 gradi, facendosi strada nella torre e far così girare le turbine. Un progetto che, quindi, oltre a sfruttare l’energia solare, permette alla torre di produrre energia anche quando il sole tramonta, questo perché il terreno cede calore per tutto il periodo notturno. Secondo EnviroMission, la quantità di inquinamento generato (si spera di riuscire a costruirla entro due anni) per costruire la torre sarà compensato dopo due anni e mezzo di funzionamento. Il costo stimato per il progetto è di 750 milioni di dollari.

Manos Tentzeris, professore del Georgia Tech School di Ingegneria Elettronica e Informatica e Rushi Vyas, studente neo-laureato, sono riusciti a catturare l’energia trasmessa dalle reti di telefonia cellulare e altre tipologie di reti wireless (sistemi di comunicazione satellitari, trasmettitori televisivi etc) convogliandola in batterie e trasformandola da corrente alternativa a corrente continua in grado di alimentare piccoli circuiti elettrici. Attualmente, questa tecnologia può sfruttare tutte le onde emesse nel campo dei 100 megahertz (MHz) a oltre 15 gigahertz (GHz). Un primo prototipo, che permette di catturare l’energia elettromagnetica emessa da una stazione televisiva a mezzo chilometro di distanza, è stato utilizzato per alimentare un sensore di temperatura. Secondo i ricercatore, il basso costo delle componenti utilizzate, l’uso della nuova tecnologia sua larga scala. Fonte e approfondimenti

Ricercatori della Oregon State University hanno messo a punto una nuova tecnica, che grazie all’impiego della calcopirite, permette di “stampare” celle fotovoltaiche CIGS (denominate tali per la presenza di rame, indio, gallio e selenio) impiegando una comune stampante a getto di inchiostro. Un singolo strato di calcopirite (uno o due micron di spessore) è in grado di catturare l’energia dai fotoni in modo più efficiente rispetto a uno strato di silicio da 50 micron di spessore. I due principali vantaggi dei dispositivi solari CIGS sono il bassissimo costo per la loro produzione, il che significa che possono essere prodotti rapidamente e in grandi quantità, e la diminuzione della quantità di rifiuti di materie prime; secondo lo studio, tali nuovi dispositivi sono in grado di ridurre lo spreco di materie prime del 90 per cento. Fonte e approfondimento

Un nuovo passo verso l’energia elettrica ecologica è stato fatto attraverso la scoperta di una nuova lega (multiferroic Ni45Co5Mn40Sn10) in grado di convertire direttamente il calore in elettricità. Richard James, professore a capo dello studio presso l’Università del Minnesota (facoltà di ingegneria aerospaziale e meccanica), in collaborazione con alcuni post dottorandi, hanno individuato la particolare lega che potrebbe servire, a ad esempio, per trasformare i gas di scarico di un’automobile in energia elettrica da riutilizzare, magari proprio per caricare le batterie della stessa automobile elettrica. Il materiale è stato creato attraverso la combinazione di elementi a livello atomico. Questo ha portato allo sviluppo di una nuova lega “altamente reversibile”, fase in cui un solido si trasforma in un altro solido; durante questa trasformazione, le sue proprietà magnetiche cambiano, producendo energia elettrica in una bobina. Una parte del calore recuperato è perso attraverso l’isteresi, ma i ricercatori hanno trovato un modo per ridurre questo processo. Lo studio è stato pubblicato sul magazine scientifico Advanced Energy Materials. Fonte e approfondimenti

Un gruppo di ricercatori del MIT ha sviluppato un nuovo sistema di batteria (denominata Cambridge crude) che potrebbe rappresentare una svolta per lo stoccaggio di energia per i veicoli elettrici. I ricercatori sostengono che la ricarica della nuova tipologia di batteria può essere tanto semplice e veloce quanto lo è oggi fare rifornimento di benzina. L’anodo e il catodo della batteria sono rappresentati da particelle sospese in un elettrolita liquido. La progettazione della nuova batteria prevede una netta separazione delle funzioni di stoccaggio e scarico dell’energia, in modo da rendere più efficiente la progettazione; il team di sviluppo pensa che il nuovo progetto permetterà la realizzazione di batterie con dimensioni significativamente ridotte, rendendo, di fatto, più leggeri i veicoli elettrici e dando loro una portata maggiore. Il team di ingegneri spera di riuscire a metter su un prototipo funzionante entro i prossimi tre anni. Fonte e approfondimenti

Sono in molti a sperare che ben presto l’idrogeno sostituirà gli idrocarburi tradizionali. Ma, finora, la mancanza di nuovi metodi poco costosi per la produzione e di stoccaggio ha impedito il raggiungimento di tale obiettivo. Nel corso degli ultimi anni, ricercatori del MIT hanno provato a sperimentare nuovi catalizzatori a basso costo in grado di produrre l’idrogeno dall’acqua, e questa settimana in occasione dell’uscita del nuvoo numero della rivista accademica “Proceedings of the National Academies of Science” viene mostrato come l’impiego di un catalizzatore al cobalto con una cella solare al silicio permette di creare un dispositivo che utilizza l’energia solare per scindere l’idrogeno dall’acqua. Si tratta ancora di un concept che si spera possa essere perfezionato e dare presto al mondo uno strumento economico in grado di produrre energia pulita. Fonte

Alcuni ricercatori sostengono che grazie a un nuovo materiale ad alta capacità di irradiamento solare, entro cinque anni sarà possibile realizzare dei particolari fogli, da applicare anche agli impianti già esistenti, e in grado di incrementare notevolmente l’efficienza produttiva.  Gli attuali sistemi adottati, sostanzialmente “soffrono” di un duplice problema: Ii primo luogo, hanno difficoltà a convertire tutta la luce catturata in elettricità. In secondo luogo, riescono a catturare solo una piccola banda delle lunghezze d’onda della luce del Sole che irradia la Terra. I ricercatori dell’Università del Missouri affermano di aver risolto il secondo dei problemi, sostenendo di aver messo a punto un dispositivo in grado di catturare il 90% luce solare, contro il 20% degli attuali pannelli fotovoltaici. Il sistema messo a punto dal dott. Patrick Pinhero, professore associato di ingegneria chimica, prevede l’utilizzo di uno speciale sottile foglio modellabile di piccole antenne denominate nantenna. A questo indirizzo è possibile leggere un abstract dell’articolo pubblicato sul magazine scientifico Journal of Solar Energy Engineering. Fonte

L’Ivanpah Solar Electric Generating System (ISEGS) sarà la più grande centrale solare del mondo e Google ha annunciato qualche giorno fa di aver investito  nel progetto una grossa somma di denaro (168 milioni di dollari). La centrale elettrica, è situata nel deserto del Mojave, in California, sarà sviluppata dalla BrightSource Energy; il progetto è iniziato nell’ottobre del 2010 a cura della società Bechtel. “Abbiamo bisogno di capitali intelligenti per trasformare il nostro settore energetico e costruire un futuro di energia pulita”, appare scritto sul blog ufficiale di Google, “Questo è il nostro più grande investimento in questo settore, siamo entusiasti di Ivanpah, perché il nostro apporto economico contribuirà a una grossa produzione di energia solare che fornirà energia pulita, affidabile e con la possibilità di ridurre significativamente i costi per i progetti futuri”. L’Ivanpah Solar Electric Generating System dovrebbe generare 392 megawatt lordi di energia solare, con un ciclo di vita di 25 anni. Il progetto dovrebbe essere completato nel 2013. Fonte

Ludovico Cademartiri, a capo dello studio e ricercatore di Harvard, sta cercando di sostituire la manichetta d’acqua in dotazione ai vigili del fuoco con una bacchetta che, tenuta in mano, spara raggi di energia elettrica. L’idea che l’elettricità potesse controllare un incendio apparve circa 200 anni fa. Allora fu infatti osservato che l’elettricità poteva torcere, piegare e perfino eliminare una fiamma. Cademartiri e i suoi colleghi di Harvard hanno quindi creato una bacchetta elettrica che mette in pratica queste osservazioni; hanno utilizzato corrente alternata da 600 watt; direzionandola verso una fiamma sono così riusciti a generare un campo elettrico che ha spento il fuoco in un lasso di tempo davvero minimo. In futuro, Cademartiri non solo spera che i vigili del fuoco possono utilizzare questa nuova tecnologia, ma spera anche di vedere la tecnologia impiegata anche in altre realtà quotidiane. La nuova invenzione è stata presentata in occasione della conferenza American Chemical Society. Fonte

In occasione dell’annuale meeting nazionale della American Chemical Society, un gruppo di scienzati del mit, capeggiati dal prof. Daniel Nocera,  ha annunciato di essere riusciti a produrre una foglia artificiale che, non solo utilizza materiali  a basso costo, ma permette di compiere un processo di fotosintesi fino a dieci volte più efficiente di una foglia reale. La tecnologia impiegata simula la fotosintesi utilizzando la luce solare per dividere l’acqua in idrogeno e ossigeno, gas che potranno essere immagazzinati per creare delle pile a combustibile. A differenza di altre soluzioni simili, il processo può anche impiegare dell’acqua sporca, rendendo ancora più interessanti i possibili campi applicativi dello studio. Al momento non sono state divulgate altre informazioni, certo è che se la tecnologia troverà impiego commerciale, i risvolti positivi potrebbero essere moltissimi, soprattuto in quello che sembra essere il tema caldo degli ultimi anni: energie alternative, possibilmente meno inquinanti possibili. Fonte

Suntech Power Holdings sta progettando di costruire un grande impianto di energia solare in uno dei luoghi abitati più alti del pianeta: l’altopiano tibetano. La contea di Sangri, 4000m sul livello del mare, è stata scelta come sede per installare gli impianti fotovoltaici che, secondo quanto dichiarato, permetteranno la produzione di circa 20MWh di energia annua.  “Siamo orgogliosi di investire nel preservare il fragile ecosistema della regione, fornendo una soluzione economicamente valida e sostenibile per la produzione di elettricità. Dalle sabbie del deserto dell’Arizona alle vette dell’Himalaya, chiunque può cercare nuove risorse energetiche più pulite e che la natura ci regala gratuitamente” ha dichiarato Zhengrong Shi CEO dell’azienda. Fonte

Le batterie al litio, che attualmente alimentano una gran varietà di dispositivi elettronici a basso consumo, potrebbero presto anche essere impiegate per alimentare grandi macchine elettriche, come, ad esempio, le automobili elettriche. Infatti, un nuovo studio mostra come alcuni ricercatori hanno sviluppato un nuovo tipo di batteria agli ioni di litio che migliora notevolmente le prestazioni della batteria. I ricercatori, Jusef Hassoun, Ki-Soo Lee, Kook Yang-Sole e Bruno Scrosati, presso l’Università La Sapienza di Roma e la Hanyang University di Seoul, in Corea del Sud, hanno pubblicato il loro studio in un recente numero del Journal of American Chemical Society. La nuova tipologia di batteria fa uso di un anodo di stagno-carbonio e un catodo in ossido di litio “drogato” con manganese nichel e cobalto. Un anodo cosiffatto permette centinaia di cicli di ricarica senza una riduzione della capacità, nonché l’efficienza di carica-scarica si avvicina al 100%. I nuovi materiali impiegati sono più abbondanti in natura, meno costosi, più ecologici e hanno una maggiore stabilità a basse temperature rispetto al catodo di ossido di litio cobalto utilizzato nelle tradizionali batterie agli ioni di litio. Inoltre, nel progettare il catodo, i ricercatori hanno accuratamente ottimizzato la composizione, le dimensioni delle particelle, la forma, la morfologia e la densità. Il catodo ad alta tensione e ad alta capacità fornisce alla nuova batteria una maggiore densità di energia (170 Wh/kg a tensione con portata media di 4,2 volt) rispetto alle batterie agli ioni di litio tradizionali. Le tradizionali batterie agli ioni di litio hanno una densità di energia di circa 120-150 Wh/kg, a seconda del materiale usato per la costruzione del catodo. Scrosati ha dichiarato: “In sintesi, rispetto a coloro che utilizzano batterie tradizionali agli ioni di litio, i veicoli elettrici che utilizzeranno la nuova batteria potranno avere i seguenti vantaggi:
1) un intervallo più lungo di guida (210km contro i 150 km attuali);
2) maggiore velocità massima;
3) Costi più contenuti;
4) migliori prestazioni complessive soprattutto a basse temperature.”

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Alcuni ricercatori sono stati in grado di creare la più piccola batteria al mondo e lo hanno fatto utilizzando un microscopio elettronico a trasmissione (TEM) presso il Center for Integrated Nanotechnologies (CINT). Secondo Jianyu Huang, il principale ricercatore che ha preso parte al progetto, la batteria più piccola al mondo ha un anodo spesso circa quanto un capello umano. Huang ha dichiarato: “Questo esperimento ci permette di studiare la carica e scarica di una batteria in tempo reale e con una risoluzione su scala atomica, allargando quindi la nostra comprensione dei meccanismi fondamentali con cui le batterie operano.”. Una delle scoperte più interessanti sulle batterie riguarda le cosiddette “Batterie 3D”, particolari batterie che si caricano più velocemente e in grado di contenere più di potenza rispetto alle batterie tradizionali. Le batterie utilizzano un array verticale di nanocavi in lega di nichel-stagno racchiusi in PMMA, un particolare polimero noto anche come plexiglas. Pulickel Ajayan della Rice University ha dichiarato: “In una batteria, ci sono due elettrodi separati da una barriera. La sfida è quella di limitare lo spessore della barriera al limite, in modo da creare un processo elettro-chimico quanto più efficiente possibile”. Fonte

Un prototipo di dispositivo in grado di generazione energia elettrica da fonti naturali, è stato presentato in questi giorni dai Fujitsu Laboratories. Si tratta di un congegno che combina due dispositivi in uno per generare energia elettrica in modo semplice, “pulito” e poco costoso. Lo strumento messo a punto dai Fujitsu Laboratories Ltd. permette la “raccolta di energia” sfruttando in modo ibrido le fonti di calore e luce. Il dispositivo è composto da materiale organico, il che rende il processo di fabbricazione poco costoso e con un’alta efficienza energetica. È in grado di produrre energia da fonti di calore così come produrre energia per illuminazione interna ed esterna utilizzando il fotovoltaico. Secondo Fujitsu, il nuovo dispositivo potrà trovare impiego commerciale a partire già dal 2015. I dettagli della nuova tecnologia sono stati presentati in occassione dell’IEEE International Electron Devices Meeting 2010 (IEDM 2010) che si è tenuto a San Francisco dal 6 all’8 di dicembre.Fonte e approfondimenti