J. Arnoldo Bautista

J. Arnoldo Bautista

Las estrellas de neutrones se encuentran entre los objetos más densos conocidos del universo, y soportan presiones tan grandes que una cucharadita de material de una de estas estrellas equivaldría a aproximadamente 15 veces el peso de la luna. Sin embargo, resulta que los protones, las partículas fundamentales que constituyen la mayor parte de la materia visible en el universo, contienen presiones aún más altas.

Bueno, relacionado con este tema, un amigo físico, nos envía un artículo escrito por Jennifer Chu y publicado en un boletín digital del “Massachusetts Institute of Technology (MIT)” en donde se informa cómo por primera vez científicos del MIT calcularon la distribución de la presión de un protón y encontraron que la partícula contiene un núcleo altamente presurizado que, en su punto más intenso, está generando mayores presiones que las que se encuentran dentro de una estrella de neutrones.

Este núcleo empuja hacia afuera desde el centro del protón, mientras que la región circundante empuja hacia adentro. (Imagine una pelota de béisbol que intenta expandirse dentro de una pelota de fútbol que está colapsando). Las presiones compitiendo una contra otra actúan para estabilizar la estructura general del protón.

Los resultados generados por estos investigadores, publicados el 22 de febrero pasado en “Physical Review Letters”, representa la primera vez que los científicos calculan la distribución de la presión de un protón teniendo en cuenta las contribuciones de los quarks y los gluones, los componentes fundamentales y subnucleares del protón.

"La presión es un aspecto fundamental del protón del que sabemos muy poco en este momento", dice la autora principal Phiala Shanahan, profesora asistente de física en el MIT. "Ahora hemos encontrado que los quarks y los gluones en el centro del protón están generando una presión externa significativa, y ya cerca de los bordes, hay una presión extrema de confinamiento. Con este resultado, estamos acordándonos hacia una imagen completa de la estructura del protón. "


Shanahan realizó el estudio con el coautor William Detmold, profesor asociado de física en el MIT.


Los notables quarks


En mayo de 2018, los físicos del “Thomas Jefferson National Accelerator” del Departamento de Energía de los Estados Unidos anunciaron que habían medido la distribución de la presión del protón por primera vez, utilizando un haz de electrones que dispararon a un objetivo hecho de hidrógeno. Los electrones interactuaron con los quarks dentro de los protones en el objetivo. Luego, los físicos determinaron la distribución de la presión en todo el protón, según la forma en que los electrones se dispersaron del objetivo. Sus resultados mostraron un centro de alta presión en el protón que en su punto de mayor presión medía aproximadamente 1035 pascales, o 10 veces la presión dentro de una estrella de neutrones.

Sin embargo, Shanahan dice que su imagen de la presión del protón era incompleta.

"Encontraron un resultado bastante notable", dice Shanahan. "Pero ese resultado estuvo sujeto a una serie de suposiciones importantes que fueron necesarias debido a nuestra comprensión incompleta del fenómeno".

Específicamente, los investigadores basaron sus estimaciones de presión en las interacciones de los quarks de un protón, pero no en sus gluones. Los protones están formados por quarks y gluones, que interactúan continuamente de forma dinámica y fluctuante dentro del protón. El equipo de “Jefferson Lab” sólo pudo determinar las contribuciones de los quarks con su detector, lo que, según Shanahan, deja fuera gran parte de la contribución de la presión de un protón.


"En los últimos 60 años, hemos desarrollado una buena comprensión del papel de los quarks en la estructura del protón", dice. "Pero la estructura del gluón es mucho más difícil de entender, ya que es muy difícil de medir o calcular".


Una voltereta del gluon


En lugar de medir la presión de un protón utilizando aceleradores de partículas, Shanahan y Detmold intentaron incluir el papel de los gluones mediante el uso de supercomputadoras para calcular las interacciones entre los quarks y los gluones que contribuyen a la presión de un protón.


"Dentro de un protón, hay un vacío cuántico burbujeante de pares de quarks y antiquarks, así como gluones, que aparecen y desaparecen", dice Shanahan. "Nuestros cálculos incluyen todas estas fluctuaciones dinámicas".

 

Para hacer esto, el equipo empleó una técnica en física conocida como QCD de celosía, para la cromodinámica cuántica, que es un conjunto de ecuaciones que describe la fuerza fuerte, una de las tres fuerzas fundamentales del Modelo Estándar de la física de partículas. (Las otras dos son la fuerza débil y la electromagnética). La fuerza fuerte es lo que une a los quarks y los gluones para finalmente hacer un protón.


Los cálculos de QCD de celosía utilizan una matriz de cuatro dimensiones, o, valga la redundancia, celosía, de puntos para representar las tres dimensiones del espacio y una del tiempo. Los investigadores calcularon la presión dentro del protón usando las ecuaciones de la cromodinámica cuántica definidas en la red.

 

"Es enormemente exigente desde el punto de vista computacional, por lo que usamos las supercomputadoras más poderosas del mundo para hacer estos cálculos", explica Shanahan.


El equipo pasó unos 18 meses ejecutando varias configuraciones de quarks y gluones a través de varias supercomputadoras diferentes, luego determinó la presión promedio en cada punto desde el centro del protón, hasta su borde.


En comparación con los resultados de “Jefferson Lab”, Shanahan y Detmold encontraron que, al incluir la contribución de los gluones, la distribución de la presión en el protón cambió significativamente.

 

"Hemos visto la contribución del gluón a la distribución de la presión por primera vez, y podemos ver que, en relación con los resultados anteriores, el pico se ha vuelto más fuerte y la distribución de la presión se extiende más allá del centro del protón", dijo Shanahan.


En otras palabras, parece que la presión más alta en el protón es de alrededor de 1035 pascales, o 10 veces la de una estrella de neutrones, similar a lo que informaron los investigadores del Laboratorio Jefferson. La región circundante de baja presión se extiende más lejos de lo estimado previamente.

 

Confirmar estos nuevos cálculos requerirá detectores mucho más potentes, como “Electron-Ion Collider”, un acelerador de partículas propuesto que los físicos intentan usar para sondear las estructuras internas de protones y neutrones, con más detalle que nunca, incluidos los gluones.


"Estamos apenas iniciando la compresión cuantitativa del papel de los gluones en un protón", dice Shanahan. "Al combinar la contribución de los quarks medidos experimentalmente con nuestro nuevo cálculo de la pieza de gluón, tenemos la primera imagen completa de la presión del protón, que es una predicción que se puede probar en el nuevo colisionador en los próximos 10 años".


Fuente: http://news.mit.edu/2019/physicists-calculate-proton-pressure-distribution-0222

Estimado lector, esperamos que haya disfrutado con los suyos las fiestas decembrinas y que tenga un excelente año 2019. Entrando en materia y de acuerdo con la omnisapiente Wikipedia, considerando como un capítulo aparte que las palomas mensajeras habían sido utilizadas por largo tiempo para enviar mensajes “aéreos”, el primer correo en ser llevado por el aire en un vehículo hecho por el hombre fue el 7 de enero de 1785, en un vuelo en globo de Dover (Inglaterra) a Francia, cerca de Calais. Ocho años más tarde, durante el primer vuelo en globo en Estados Unidos en 1793, de Filadelfia a Deptford, Nueva Jersey, Jean Pierre Blanchard llevó una carta personal de George Washington para ser entregada al dueño de la propiedad, cualquiera que este fuere, en la que Blanchard aterrizara, convirtiendo a este vuelo en la primera entrega de correo aéreo de los Estados Unidos.

La primera entrega oficial de correo aéreo en los Estados Unidos se llevó a cabo el 17 de agosto de 1859, cuando John Wise piloteó un globo partiendo de Lafayette, Indiana con destino a Nueva York. Sin embargo, a causa de problemas meteorológicos se vio forzado a aterrizar en Crawfordsville, Indiana y el correo llegó a su destino final vía tren. Cien años más tarde, en 1959, el Servicio Postal de los Estados Unidos emitió un sello postal de 7 centavos conmemorando el evento. También se llevó correo de Paris y Metz en globo durante la Guerra Franco-prusiana (1870), volando sobre las cabezas de los alemanes que asediaban aquellas ciudades. El correo por globo también se utilizó en un vuelo en 1877 en Nashville, Tennessee.

La introducción del aeroplano en 1903 generó interés inmediato en su utilización como transporte para el correo, y el primer vuelo oficial de correo aéreo en avión se llevó a cabo el 18 de febrero de 1911 en Allahabad, India, cuando Henri Pequet trasladó 6,500 cartas a una distancia de 13 kilómetros. Después de este evento se establecieron por primera vez servicios de correo aéreo regulares en varios países. Al respecto, un estimado colega, piloto aficionado, nos envía un artículo escrito por Pascale Juilliard, publicado en París, Francia, el pasado 20 de diciembre por la Agence France-Presse (AFP) en sus sección de Arte y Cultura. Veamos que lo que nos dice este medio al respecto…

El 25 de diciembre de 1918, un atrevido industrial francés lanzó el primer servicio de correo aéreo internacional, volando entre la ciudad de Toulouse, al suroeste de Francia, y Barcelona, ​​en el noreste de España. Fue el comienzo de una aventura que pronto vería a pilotos pioneros de la compañía, mejor conocidos como Aeropostale, que entregarían cartas a Marruecos, Senegal en África y luego a América Latina.

El plan para un servicio regular de correo aéreo fue ideado en los últimos meses de la Primera Guerra Mundial por el visionario capitán de la industria, Pierre-Georges Latecoere. Si fuera a funcionar, tendría que construir aviones más eficientes en su fábrica de Toulouse. Parecía una locura en una época en la que los pilotos navegaban por la vista, sin sofisticados instrumentos a bordo, y ni siquiera tenían cabinas selladas, con la cabeza al aire libre a merced de los elementos.

"He rehecho todos los cálculos, y confirman la opinión de los especialistas. Nuestra idea es inalcanzable", dijo Latecoere. "Sólo nos queda una cosa por hacer, llevarlo a cabo".


'Insano' e 'irrazonable'


Cuando su biplano Salmson partió para Barcelona el día de Navidad de 1918, Latecoere se sentó detrás del piloto, René Cornemont, según el libro "Aeropostale" (2010). El avión hizo el viaje en dos horas y 20 minutos con su saco de cartas y paquetes. Así nació el correo aéreo civil.

Nueve meses después, en septiembre de 1919 y utilizando los aviones Breguet 14, se lanzó el enlace de correo aéreo entre Francia y su colonia Marruecos, dirigido por el ex piloto de caza Didier Daurat. Bajo un contrato con el estado francés, se realizarían ocho vuelos mensuales de Toulouse a Rabat.

Sin embargo, en octubre de 1920, la compañía perdió sus primeros pilotos, cuando su avión se estrelló. Más accidentes fatales se produjeron en los meses siguientes. La prensa escribió sobre una "empresa insana" y un "sacrificio irrazonable".


Drama de rehenes y leyendas literarias.


Pero a medida que los aviones y la organización evolucionaron, el enlace se extendió a Casablanca. A fines de 1923, la compañía, por entonces llamada Compagnie Generale d'entreprises Aeronautiques (CGA), usaba alrededor de 100 aviones y ya había transportado tres millones de cartas y 1,344 atrevidos pasajeros.

La compañía puso su mirada en Dakar en Senegal, también una colonia francesa. Eso implicaría volar sobre cientos de kilómetros de desierto, donde vivían tribus moras rebeldes. Esto significaba dos aviones para esa ruta, uno para proporcionar asistencia al otro en el caso de un aterrizaje forzoso.

En 1926, la compañía asignó a Jean Mermoz al enlace de correo aéreo Casablanca-Dakar.

Se convirtió en una leyenda cuando, después de una falla en el motor, Moors lo tomó como rehén y lo liberó luego de recibir un rescate varios días después.

Otra leyenda de la aviación postal internacional fue el autor francés Antoine de Saint-Exupery, quien escribió su primera novela "Courrier sud" (Correo del Sur) cuando trabajaba a fines de la década de 1920 en el aeródromo de Cape Juby, en la zona española del sur de Marruecos.

Fue allí, entre el océano Atlántico y las dunas ocres del Sahara, donde encontró el escenario para su futura obra "Le Petit Prince" (El Principito), que habla de un piloto cuyo avión se estrella en el Sahara, donde conoce a un chico joven.


Se alcanza Latinoamérica  

En 1927, Latecoere vendió la empresa al industrial francés Marcel Bouilloux-Lafont, que tenía su sede en América Latina, donde introdujo el servicio y cambió su nombre por Aeropostale. En mayo de 1930, Jean Mermoz realizó la primera travesía aérea comercial a través del Atlántico sur, entre Saint-Louis en Senegal y Natal en Brasil con un hidroavión de fines del 28.

 

Henri Guillaumet de Aeropostale cruzó regularmente las peligrosas montañas de los Andes, entregando correo entre Buenos Aires y Santiago en Chile. En junio de 1930, su Potez 25 hizo un aterrizaje de emergencia en las montañas. Fue recogido por un aldeano después de caminar durante varios días en la nieve. "Lo que hice, ningún idiota lo habría hecho", le dijo a Saint-Exupery cuando se encontraron varios días después.

Aeropostale estaba en este momento financieramente comprometido. En 1933, sus activos fueron comprados por un grupo de compañías de aviación que más tarde se convertirían en Air France.

Mermoz se perdió en el mar en 1936. Varias décadas después, su correspondencia con su familia y amigos se publicó bajo el título "Defricheur du ciel" (Pionero del cielo).

La saga Aeropostale fue sólo el comienzo de una larga lista de hazañas aéreas en todo el mundo entre las dos guerras mundiales.

Entre ellos se encontraba el primer vuelo transatlántico sin escalas de los aviadores británicos John Alcock y Arthur Brown en 1919. Las primeras aerolíneas nacionales importantes comenzaron a formarse ese año con el KLM holandés, seguido de la alemana Lufthansa en 1926 y la estadounidense Pan Am en 1927.


Fuentes:

https://es.wikipedia.org/wiki/Correo_a%C3%A9reo


https://www.thejakartapost.com/life/2018/12/20/100-years-ago-airmail-took-flight.html

Hace poco se publicó en el boletín digital  de noticias de la BBC que casi dos millones de personas se mueren al año por falta de agua potable. De hecho, apuntaba, es probable que en 15 años la mitad de la población mundial viva en áreas en las que no habrá suficiente agua para todos.

Y daban el siguiente dato: nuestro planeta contiene más de mil millones de billones de litros de H2O, pero poca se puede tomar. Más del 97% del agua en la Tierra es salada. Dos tercios del agua dulce está retenida en glaciares y capas de hielo polar. De lo que queda, la mayor parte está atrapada en el suelo o en acuíferos subterráneos. Eso deja disponible para la mayoría de los seres vivos una fracción mínima. Y la humanidad no sólo la necesita para tomar: casi todo lo que hace involucra al agua de alguna manera.

 

 

Por lo anterior cualquier esfuerzo para incrementar la disponibilidad de agua es de vital importancia para todos. Un querido amigo, ingeniero civil, nos comparte la descripción de un sistema que sin duda se sumará a los esfuerzos mundiales por contender con el grave problema de falta de agua potable. Veamos de qué se trata….

El nuevo sistema ideado por los ingenieros del MIT podría proporcionar una fuente de bajo costo de agua potable para las ciudades con problemas de agua de todo el mundo, al tiempo que reduce los costos de operación de las plantas generadoras de energía.

 

 

Alrededor del 39 por ciento del agua dulce extraída de ríos, lagos y embalses en los E.E. U.U. se destina a las necesidades de refrigeración de las centrales eléctricas que utilizan combustibles fósiles o energía nuclear, y gran parte de esa agua termina en la atmósfera convertido en nubes de vapor. Pero el nuevo sistema del MIT podría ahorrar una fracción sustancial de esa pérdida de agua, e incluso podría convertirse en una fuente importante de agua potable limpia y segura para las ciudades costeras donde el agua de mar se utiliza para enfriar las plantas de energía locales.

El principio detrás del nuevo concepto es engañosamente simple: cuando aire (brisa) rico en humedad  (como la niebla) se pasa por un haz de partículas cargadas eléctricamente, conocidas como iones, las gotas de agua se cargan eléctricamente y pueden ser atraídas por una malla metálica, similar a los mosquiteros de las ventanas, colocada en su trayectoria. Luego, las gotas se acumulan en esa malla, se escurren hacia un colector y pueden reutilizarse en la planta de energía o enviarse al sistema de suministro de agua de una ciudad.

 

 

El sistema, que es la base de una empresa emergente llamada “Infinite Cooling“ la cual ganó el mes pasado la Competencia Empresarial “100K” del MIT, se describe en un artículo publicado el 8 de  junio de 2018, en la revista “Science Advances”, en coautoría con el Dr. Maher Damak y con el profesor asociado de ingeniería mecánica Kripa Varanasi. Damak y Varanasi se encuentran entre los cofundadores de la nueva empresa tecnológica.

 

La visión de Varanasi era desarrollar sistemas de recuperación de agua altamente eficientes mediante la captura de gotas de agua tanto de niebla natural como de columnas de vapor de las torres de enfriamiento industriales. El proyecto comenzó como parte de la tesis doctoral de Damak, cuyo objetivo era mejorar la eficiencia de los sistemas de recolección de niebla que se utilizan en muchas regiones costeras con escasez de agua potable. Esos sistemas, que generalmente consisten en algún tipo de malla de plástico o metal colgada verticalmente en medio de la trayectoria de bancos de niebla que regularmente vienen desde el mar, son extremadamente ineficientes, capturando solo alrededor del 1 al 3 por ciento de las gotas de agua que pasan a través de ellos. Varanasi y Damak se preguntaron si había alguna manera de hacer que la malla atrapara más gotitas, y encontraron una forma muy simple y efectiva de hacerlo.

 

 

La razón de la ineficiencia de los sistemas existentes se hizo evidente en los experimentos de laboratorio detallados del equipo: el problema está en la aerodinámica del sistema. Cuando una corriente de aire pasa por un obstáculo, como es el caso los alambres en estas pantallas de malla, el flujo de aire se desvía naturalmente alrededor del obstáculo, del mismo modo que el aire que fluye alrededor del ala del avión se separa en corrientes que pasan por encima y por debajo de la estructura del ala. Así estas corrientes de aire se desvían llevándose las gotas que originalmente se dirigían hacia el alambre  hacia un lado en lugar de pasar por el centro del mismo.

El resultado es que la fracción de gotitas capturadas es mucho menor que la fracción del área de recolección ocupada por los alambres, ya que las gotitas se están apartando de los alambres que se encuentran frente a ellas. Simplemente hacer los alambres más gruesos o los espacios en la malla más pequeños tiende a ser contraproducente porque dificulta el flujo de aire total, lo que resulta en una disminución neta en la recolección.

 

 

Pero cuando la niebla entrante se le pasa primero con un haz de iones, ocurre el efecto contrario. No sólo caen sobre ellos todas las gotas que están en el camino de los alambres, sino que incluso las gotitas que apuntaban a los orificios de la malla son atraídas hacia los alambres. Este sistema puede capturar una fracción mucho más grande de las gotitas que pasan. Como tal, podría mejorar drásticamente la eficiencia de los sistemas de captura de niebla, y a un costo sorprendentemente bajo. El equipo es simple y la cantidad de energía requerida es mínima.

Luego, el equipo se concentró en capturar el agua de las columnas de las torres de enfriamiento de la planta de energía. Allí, la corriente de vapor de agua está mucho más concentrada que cualquier niebla natural, y eso hace que el sistema sea aún más eficiente. Y dado que la captura de agua evaporada es en sí misma un proceso de destilación, el agua capturada es pura, incluso si el agua de refrigeración es salada o está contaminada. En este punto, Karim Khalil, otro estudiante graduado del laboratorio de Varanasi se unió al equipo.

 

 

"Es agua destilada, que es de mayor calidad, que ahora se desperdicia", dice Varanasi. "Eso es lo que intentamos capturar". El agua podría ser conducida al sistema de agua potable de una ciudad, o usarse en procesos que requieren agua pura, como en las calderas de una central eléctrica, en lugar de usarse en su sistema de enfriamiento donde la calidad del agua no importa demasiado.

Una planta generadora de energía típica de 600 megavatios, dice Varanasi, podría capturar 150 millones de galones de agua al año, lo que representa un valor de millones de dólares. Esto representa alrededor del 20 al 30 por ciento del agua perdida de las torres de enfriamiento. Con más refinamientos, el sistema puede capturar aún más de la salida, dice.

Además, dado que las plantas de energía ya están instaladas a lo largo de muchas costas áridas, y muchas de ellas se enfrían con agua de mar, esto permite una forma muy simple de proporcionar servicios de desalinización de agua a una pequeña fracción del costo de construir una planta desaladora independiente. Damak y Varanasi estiman que el costo de instalación de tal conversión sería aproximadamente un tercio del de una nueva planta de desalinización, y sus costos de operación serían de aproximadamente 1/50. Según Varanasi, el tiempo de recuperación de la inversión para la instalación de un sistema de este tipo sería de unos dos años, y esencialmente no tendría una huella ambiental, sin agregar nada al de la planta original.

 

 

"Esta puede ser una gran solución para abordar la crisis mundial del agua", dice Varanasi. "Podría compensar la necesidad de aproximadamente el 70 por ciento de las nuevas instalaciones de plantas de desalinización en la próxima década".

En una serie de dramáticos experimentos de prueba de concepto, Damak, Khalil y Varanasi demostraron el concepto construyendo una pequeña versión de laboratorio de una pila que emite una nube de gotas de agua, similar a las que se ven en las torres de enfriamiento de la planta generadora de energía real, y colocada su haz de iones y su pantalla de malla. En el video del experimento, se ve una gruesa nube de gotas de niebla saliendo del dispositivo, y casi instantáneamente desaparece tan pronto como se enciende el sistema.

El equipo actualmente está construyendo una versión de prueba completa de su sistema para colocarla en la torre de enfriamiento de Central Utility Plant de MIT, una planta de cogeneración de gas natural que proporciona la mayor parte de la electricidad, calefacción y refrigeración del campus. Se espera que la instalación esté lista para el final del verano y se someterá a pruebas en el otoño. Las pruebas incluirán probar diferentes variaciones de la malla y su estructura de soporte, dice Damak.

Eso debería proporcionar la evidencia necesaria para permitir que los operadores de plantas generadoras de energía, que tienden a ser conservadores en sus elecciones de tecnología, adopten el sistema. Debido a que las centrales eléctricas tienen una vida útil operativa de décadas, sus operadores tienden a "ser muy reacios al riesgo" y quieren saber "¿esto se ha hecho en otro lugar?" dice Varanasi. Las pruebas de la planta de energía del campus no solo "reducirán el riesgo" de la tecnología, sino que también ayudarán al campus de MIT a mejorar su huella hídrica, afirma. "Esto puede tener un gran impacto en el uso del agua en el campus".

 

Fuentes:

http://news.mit.edu/2018/new-system-recovers-fresh-water-power-plants-0608

http://www.bbc.com/mundo/noticias/2014/08/140821_tierra_agua_escasez_finde_dv

 

 

podrían ayudar en viajes espaciales de larga distancia.

Cada vez con mayor frecuencia, la aplicación de conocimientos científicos está siendo el motor fundamental del desarrollo sostenible de la humanidad, y la ingeniería y el ingenio humano juegan un papel esencial en este proceso.

 

Un buen ejemplo es el proporcionado por un estimado colega, ingeniero mecánico, quién nos envía información generada en el boletín de la University of California, Riverside (UCR) donde el 19 de abril se publicó que investigadores del su “Bourns College of Engineering” han utilizado botellas de vidrio reciclables y un proceso químico de bajo costo para crear ánodos de nanosilicio, los cuales se utilizaron para fabricar baterías de iones de litio de alto rendimiento. Las baterías ampliarán la gama de vehículos eléctricos e híbridos, y proporcionarán más energía a menor costo para los dispositivos electrónicos personales tales como teléfonos celulares y computadoras portátiles.

 

 

Esta investigación se documentó en el artículo "Silicon Derived from Glass Bottles as Anode Materials for Lithium Ion Full Cell Batteries," el cual se publicó en la revista “Nature Scientific Reports”. Cengiz Ozkan, profesor de ingeniería mecánica, y Mihri Ozkan, profesora de ingeniería eléctrica de la UCR lideraron el proyecto.

 

Aún con todos los programas de reciclaje de hoy en día, miles de millones de botellas de vidrio terminan en basureros cada año, lo que llevó a los investigadores a preguntarse si el dióxido de silicio en las botellas de bebidas reciclables podría proporcionar nanopartículas de silicio de alta pureza para elaborar baterías de iones de litio.

Los ánodos de silicio pueden almacenar hasta 10 veces más energía que los ánodos de grafito convencionales, pero la expansión y la contracción durante la carga y la descarga los hacen inestables. La reducción del silicio a nanoescala ha demostrado minimizar este problema, y al combinar una forma abundante y relativamente pura de dióxido de silicio y una reacción química de bajo costo, los investigadores crearon baterías de iones de litio de media celda que almacenan casi cuatro veces más energía que los ánodos de grafito convencionales.

 

Para crear los ánodos, el equipo utilizó un proceso de tres pasos que implicó, primero triturar y moler los frascos de cristal hasta obtener un fino polvo blanco, luego con una reducción magnesiotérmica se transformar el dióxido de silicio en silicio nanoestructurado, y finalmente se recubrieron las nanopartículas de silicio con carbón para mejorar su estabilidad y propiedades de almacenamiento de energía.

Como era de esperar, las baterías de células tipo botón fabricadas con ánodos de silicio a base de botellas de vidrio superaron en gran medida a las baterías tradicionales en las pruebas de laboratorio. Los electrodos derivados de silicio de vidrio recubierto con carbono (gSi @ C) demostraron un excelente rendimiento electroquímico con una capacidad de ~ 1420 mAh/g a una velocidad de C/2 después de 400 ciclos.

 

 

Changling Li, estudiante de postgrado en ciencias de los materiales e ingeniería y autor principal del artículo de la investigación, dijo que una botella de vidrio proporciona suficiente nanosilicio para cientos de baterías de celdas de botón o de tres a cinco baterías de celdas.

 

"Comenzamos con un producto de desecho que terminaría en el basurero y creamos baterías que almacenan más energía, se cargan más rápido y son más estables que las baterías comerciales de celdas tipo botón, por lo que tenemos los candidatos más promisorios para la nueva generación de baterías de iones de litio, dijo Li.
Esta investigación es la última de una serie de proyectos dirigidos por Mihri y Cengiz Ozkan para crear ánodos de batería de iones de litio de materiales ecológicos. La investigación anterior se centró en el desarrollo y la prueba de ánodos a base de hongos portabella, arena y tierra de diatomeas (ricos en fósiles).

 

Fuente:

https://ucrtoday.ucr.edu/46307

 

 

 

Sábado, 08 Noviembre 2014 18:00

¡Estado de Guerra!: “La Résistance”

Es un tema recurrente, fatigoso, enervante, que estresa, que atemoriza, pero finalmente inevitable. Lo tenemos que confrontar simplemente porque no hay de otra: lo estamos viviendo. Esta aquí. 

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