Auto a idrogeno: i serbatoi di domani si faranno riciclando le sigarette

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)

Spagna: nuove facciate ventilate intelligenti per tagliare i consumi

I ricercatori della School of Engineering della UPM hanno sviluppato una nuova facciata ventilata con controllo dei flussi d’aria

Arriva dall’Universidad Politécnica de Madrid l’ultima innovazione in tema di chiusure verticali edilizie. Il campo d’applicazione è quello delle facciate ventilate, elementi multistrato in  favoriscono la traspirabilità dell’edificio, permettendo di ridurre la dispersione di calore in inverno ed evitarne l’accumulo in estate. Gli ingegneri spagnoli hanno messo a punto progettato un nuovo sistema che riduce guadagni e perdite energetiche e di conseguenza i consumi degli abitanti.

Attualmente, i costi della climatizzazione rappresentano tra il 40% e il 65% delle spese totali degli edifici. In un clima mediterraneo-continentale come quello che esiste nelle zone interne della Spagna o in Sicilia centrale, nei mesi freddi le abitazioni soffrono di perdite di energia attraverso le facciate nord ed est, come conseguenza delle basse temperature. Di contro, in estate, l’edificio guadagna calore attraverso le facciate sud e ovest a causa della radiazione solare. In entrambi i casi, per garantire il confort interno è necessario un sistema di climatizzazione  che compensi guadagni e le perdite di energia attraverso l’involucro edilizio.

 

facciate ventilateOggi le facciate ventilate convenzionali sono composte quattro strati funzionali, così ordinati dall’interno verso l’esterno): uno strato isolante continuo, una camera di ventilazione, una struttura di sostegno e un rivestimento esterno.

La novità della proposta spagnolo consiste nell’introdurre una seconda camera tra quella esistente e lo strato isolante, collegando entrambe le intercapedini di ventilazione nella parte inferiore della facciata. Il sistema è dotato, inoltre, di un elemento che regola il flusso d’aria nelle camere, a seconda del gradiente della temperatura esistente tra l’interno e l’esterno dell’edificio.

 

I risultati dei primi test effettuati sulle nuove facciate ventilate mostrano che il sistema proposto consente un aumento dell’efficienza del 38 per cento nel periodo estivo e addirittura del 333 per cento nel periodo invernale rispetto ad una facciata ventilata convenzionale. La semplicità di questa soluzione – già brevettata dai suoi inventori – permette di applicarla sia sui nuovi edifici che su quelli vecchi in fase di restaurazione. Il lavoro è stato recentemente pubblicato sulla rivista Energy and Buildings.

 

(fonte: rinnovabili.it)

 

Un filtro “solare” per distruggere le microplastiche che inquinano l’acqua

Dalla Svezia arriva una nuova membrana fotocatalitica da aggiungere ai sistemi filtranti delle acque reflue, per eliminare i frammenti di plastica

Sfruttare le radiazioni del sole per aiutare a liberare gli oceani dalla presenza delle microplastiche: questa una delle innovazioni tecnologiche create dal progetto europeo CLAIM. A realizzare il sistema è stato un gruppo di scienziati del KTH Royal Institute of Technology, in Svezia, che a partire da questo mese testerà la sua invenzione negli impianti locali di trattamento delle acque reflue.

L’inquinamento da microplastiche conosce pochi confini. Queste minuscole particelle polimeriche sono presenti in quasi tutti i corpi idrici del pianeta, al punto da essere state individuate persino in sperduti laghi della Mongolia o in sedimentati sottomarini. L’ONU stima che ogni chilometro quadrato di oceano contenga circa 63 mila frammenti plastici che, non solo contaminano l’ambiente, ma entrano anche a far parte della dieta quotidiana degli animali. “Queste materie plastiche iniziano così ad accumularsi nella catena alimentare, passando da specie a specie, con conseguenze negative dirette anche per la popolazione umana”, spiega Joydeep Dutta, ricercatore del KTH Royal Institute of Technology.

 

L’esposizione alla luce solare può degradare la plastica in elementi innocui ma questo processo, chiamato ossidazione fotocatalitica, estremamente lento, e anche in caso di particelle piccolissime può richiedere anni. Gli scienziati dell’ateneo svedese hanno cercato un modo per accelerare il tutto. Come? Creando una nuova membrana fotocatalitica da aggiungere ai sistemi filtranti delle acque reflue. Il sistema è costituito da nanofili rivestiti in un materiale semiconduttore che può assorbire la luce visibile e utilizzarla per “abbattere” le particelle di plastica.

 

L’ossidazione fotocatalitica attraverso semiconduttori come ossido di zinco o l’ossido di titanio è già da tempo impiegata per convertire inquinanti volatili o oli in elementi innocui come l’acqua e anidride carbonica. Il passaggio alle microplastiche sembra essere, dunque, il logico step successivo.

Le membrane trattengono questi minuscoli inquinanti mentre la luce del sole attiva il focatalizzatore. “Il semiconduttore è in grado di eccitare le molecole del materiale e avviare questo processo di degradazione utilizzando il 40% della radiazione solare”, spiega Dutta. E come risultato, anche in questo caso si ottiene solo acqua e anidride carbonica. L’idea è di istallare questi speciali filtri solari – i test reali inizieranno a breve – sia a livello domestico che negli impianti di trattamento industriale dei reflui. In aggiunta il progetto CLAIM  (Cleaning Litter by Developing and Applying Innovative Methods in European Sea) sta sviluppando anche barriere flottanti da collocare alle bocche dei fiumi per catturare i rifiuti di plastica più grandi e un sistema di controllo navale per misurare gli inquinanti polimerici presenti nell’Oceano.

(rinnovabili.it)

Una nuova lega aumenta leggerezza e capacità delle batterie al litio

Scoperta una famiglia di materiali anodici in grado di raddoppiare la capacità di carica degli elettrodi della batteria agli ioni di litio

Il nuovo anodo stagno-alluminio (a destra) e il tipico anodo in rame-grafite (a sinistra).

 

Il presente tecnologico chiede molto alle attuali batterie al litio. Pretese destinate ad aumentare man mano che le auto elettriche e l’accumulo stazionario si faranno spazio nel mercato. Riuscire a perfezionare ed ottimizzare questa tecnologia è divenuto per molti una vera e propria necessità. La ricerca sta tentando di conciliare diverse esigenze: da una parte è necessario rendere questi dispositivi più economici, dall’altro si vuole aumentarne le prestazioni, che significa essenzialmente renderli più leggeri e compatti ma in grado di accumulare quantitativi maggiori di elettricità.

Per raggiungere tutti questi obiettivi in un colpo solo, all’Università del Texas, un gruppo di ingegneri sta testando una nuova lega metallica con cui realizzare gli elettrodi delle batterie.

 

Ma per capire i vantaggi del nuovo materiale, è necessario fare qualche passo indietro. La produzione tradizionale di batterie al litio impiega lamine di rame rivestite da polvere di grafite per realizzare gli anodi. È un processo di produzione complicato e laborioso a cui, da anni, si sta cercando un’alternativa. Ma i nuovi materiali sperimentati sino ad ora si sono sempre rivelati o più costosi o dotati di minor capacità di stoccaggio.

 

Lo scienziato dell’ateneo texano Karl Kreder e la sua squadra sono stati in grado di trovare la quadratura del cerchio grazie ad un approccio di produzione degli anodi semplificato. I ricercatori hanno impiegato una nuova lega di stagno-alluminio, chiamata lega eutettica interdigitata (Eutectic Interdigitated -IdEA), che consente di risparmiare tempo e materiali realizzando un elettrodo attraverso solo due semplici passaggi. Spiega Kreder “L’alluminio crea una matrice conduttiva in cui viene mantenuta la stagnola”, fornisce in pratica “la struttura e la conduzione elettrica”, mentre la stagnola, ovviamente nano strutturata, si lega in maniera reversibile con litio duranti i cicli di carica-scarica.

L’IdEA risulta essere spesso solo un quarto rispetto al materiale anodico tradizionale, pesando la metà. Il team lo ha testato in batterie al litio complete, scoprendo di poter aumentare di due volte la capacità di accumulo di un tipico anodo di rame-grafite.

(fonte: Rinnovabili.it)

Il MIT rafforza il calcestruzzo con la plastica riciclata

L’aggiunta alla miscela di piccoli pezzi di PET precedentemente trattati potrebbe ridurre le emissioni di carbonio dell’industria del cemento

Il contributo della plastica riciclata all’edilizia del futuro

Quanti oggetti si possono realizzare con la plastica riciclata? Dagli arredi ai vestiti, dagli occhiali agli interni auto, dalle pavimentazioni alle tubature, è lunga la lista prodotti sotto cui oggi possono rinascere i rifiuti polimerici. Al Massachusetts Institute (MIT) vogliono aggiungere, però, un’altra voce: il calcestruzzo. Secondo un nuovo studio dell’Ateneo americano, infatti, la plastica riciclata delle bottiglie usate potrebbe portare alla produzione di un cemento più resistente ed ecologico.

Gli ingegneri Carolyn Schaefer e Michael Ortega, insieme ad alcuni colleghi, hanno scoperto che l’aggiunta del PET, opportunamente trattato, alla miscela cementizia permette di ottenere un prodotto finale che è fino al 20% più forte del calcestruzzo tradizionale. “C’è un’enorme quantità di plastica che arriva in discarica ogni anno”, spiega Michael Short, professore aggiunto presso il Dipartimento di Scienze Nucleari e Ingegneria del MIT. “La nostra tecnologia tira fuori la plastica dalla discarica, la blocca nel calcestruzzo, usando in tal modo meno cemento e rilasciando quindi meno emissioni”.

Non si tratta del primo esperimento che vede plastica riciclata aggiunta alla miscela cementizia. Tuttavia gli esperimenti condotti finora aveva indebolito il prodotto, anziché rafforzarlo. Gli studenti hanno dovuto trovare un modo per risolvere il problema e la soluzione si è presentata grazie ai raggi gamma. Il team ha scoperto, infatti, che esponendo fiocchi di PET (polietilene tereftalato) a piccole dosi di radiazioni gamma è possibile cambiare la struttura cristallina del polimero rendendola più rigida, dura e resistente.

Gli studenti hanno ottenuto la plastica riciclata da un impianto locale, hanno ripulito manualmente i fiocchi per rimuovere pezzi di metallo e altri detriti, quindi hanno portato i campioni in uno dei laboratori sotterranei del MIT, dove è installato un irradiatore cobalto-60, bombardandoli con una piccola dose di raggi gamma.  I ficchi sono stati quindi ridotti in polvere e aggiunti al cemento. Il prodotto finale, come chiarisce Short, non presenta rischi dal momento che “non c’è radioattività residua”. “Sostituire anche una piccola quantità di calcestruzzo con la plastica così irradiata potrebbe contribuire a ridurre l’impronta globale di carbonio dell’industria del cemento”.

(fonte: Rinnovabili.it)

Battesimo dell’acqua per Seabin, l’aspirapolvere dei rifiuti marini

Nasce dall’idea di due giovani surfisti l’ingegnoso cestino che mangia l’inquinamento marino. La prima installazione, nel porto britannico di Portsmouth

seabin

 

Non è un segreto che gli oceani siano pieni di spazzatura galleggiante. Trovare acque incontaminate è oggi praticamente impossibile: trasportati dalle correnti anche su lunghe distanze, i rifiuti marini sono riusciti a intaccare anche le profondità dell’Oceano Artico. E se la prevenzione fa ancora cilecca, i rimedi a valle del problema, al contrario, spopolano. Uno di questi è Seabin (Seabin project), il cestino mangia rifiuti inventato da una coppia surfisti australiani, Andrew Turton e Pete Ceglinski.

Il dispositivo si comporta come una sorta di aspirapolvere galleggiante: lavora risucchiando al suo interno gli inquinanti presenti in mare (olio compreso) e restituendo all’ambiente acqua pulita. È azionato da una pompa e un al suo interno un sacchetto in fibre naturali, intrappola i detriti e i rifiuti marini trasportati dal flusso d’acqua. Ha bisogno dunque di elettricità per funzionare (i progettisti stimano una spese mensile di circa 20 dollari) e di un punto di appoggio per la pompa, che sia la banchina di un porto o il ponte di una nave.

 

seabin

 

Quando hanno ideato Seabin, Turton e Ceglinski hanno lanciato una campagna di raccolta fondi su Indiegogo per finanziare le prime fasi del progetto. In pochissimo tempo sono riusciti a racimolare 250.000 dollari e a passare alla fase successiva: iniziare a diffondere i primi prototipi in piccole iniziative sperimentali. Il primo a dotarsi del cestino aspira rifiuti è stato il porto britannico di Portsmouth, dove è stato installato vicino alla base della squadra Land Rover Ben Ainslie Racing (BAR). Ma i due inventori hanno in programma anche altri due siti di test, uno a Helsinki, in Finlandia e un secondo a Calvià, comune spagnolo delle Baleari.

Il dispositivo – assicurano – è stato progettato affinché garantisca la sicurezza della fauna marina: la bocca del cestino è posiziona sul pelo dell’acqua in maniera da raccogliere solo l’inquinamento e i rifiuti che galleggiano in superficie. Un Seabin può rimuovere fino a 1,5 kg di spazzatura dall’acqua in un giorno ed è dotato di una capacità totale di 12 kg. Per comprarlo, tuttavia, bisognerà attendere novembre 2017.

(fonte: Rinnovabili.it)

In Islanda Climeworks e Carbifix2 trasformano la CO2 in roccia

Lanciato in Islanda il primo impianto energetico carbon negative: un mix di tecnologie catturerà la CO2 direttamente dall’aria e la inietterà nel sottosuolo per trasformarla in un minerale

carbonfix2

La centrale geotermica di Hellisheid (immagine di Climeworks)

La società svizzera Climeworks ha inaugurato ieri a Hengill, in Islanda, l’ultima evoluzione della tecnologia di CCS (carbon capture and storage- cattura e stoccaggio del carbonio): un macchinario pilota, installato alla base della centrale geotermica Hellisheidi, che trasforma la CO2 in roccia.

Perché accanto ad un impianto  geotermico? Perché nei sistemi ad alta entalpia ci sono sempre piccole emissioni di anidride carbonica, che non provengono ovviamente dalla combustione, ma dai gas disciolti nell’acqua calda pompata dal sottosuolo alla superficie. Si tratta di appena un 3 per cento rispetto alle emissioni di una centrale a combustione ma Climeworks ha puntato  proprio a questa piccola percentuale per realizzare il primo impianto al mondo “carbon negative”.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Il termine si usa oggi per indicare modelli energetici che anziché aumentare il contributo di CO2 in atmosfera, lo diminuiscono. In realtà dall’equazione generale non scompare nulla: l’anidride carbonica viene catturata  e intrappolata sottoterra con metodi più o meno efficienti. Ma rispetto alle diverse tecnologie di CCS sperimentate sino a oggi, quella della società svizzera promette una vera svolta a livello tecnico. L’impianto pilota unisce la tecnologia creata dalla stessa Climeworks per rimuovere il biossido di carbonio dall’aria (Direct Air Capture – DAC) a quella di mineralizzazione messa a punto dal progetto europeo CarbFix2.

Cosa è CarbFix2 e come funziona?

CarbFix2 è un’iniziativa di ricerca guidata da Reykjavik Energy e finanziata, in parte dal programma Horizon 2020: rappresenta l’ampliamento del progetto decennale CarbFix a cui si deve la prima dimostrazione di trasformazione della CO2 in roccia. Nello specifico il progetto aveva iniettato 18.000 tonnellate di diossido d carbonio, disciolte in grandi quantità d’acqua, in una roccia ricca di basalto. L’anidride carbonica a contatto con il basalto reagisce per formare un minerale solido in  carbonato, in maniera relativamente rapida. “I nostri risultati mostrano che tra il 95 e il 98% della CO2 iniettata è stata mineralizzata in meno di due anni, in maniera incredibilmente veloce”, spiegava l’autore principale del progetto, il dottor Juerg Matter.

 

La roccia di basalto contenente il carbonato di calcio (parte bianca)

 

L’accoppiamento di questa tecnologia con quella di rimozione diretta del diossido di carbonio dall’aria  costituisce una prima volta a livello mondiale. Il sistema DAC può raccogliere  la CO2 grazie ad un particolare filtro brevettato e già sperimentato con successo in una centrale di combustione rifiuti a Zurigo. “Il potenziale di ridurre della CO2 con la nostra tecnologia” in combinazione con quella di CarbFix2 “è enorme”, spiega il CEO di Climeworks, Christoph Gebald. “Non solo qui in Islanda ma anche in tutte le altre regioni che possiedono simili formazioni rocciose”. Naturalmente, il costo economico della diffusione su larga scala per questo tipo di tecnologia rimane ancora oggi improponibile.

(fonte: Rinnovabili.it)

Power Road recupera il calore dalle strade per darlo agli edifici

Due anni fa, il lancio in Francia di Wattway, la strada solare della Colas, aveva riscosso parecchio successo mediatico e interesse pubblico.  L’allora ministro all’Ecologia Segolene Royal aveva promesso di pavimentare con questa tecnologia ameno 1000 km entro 5 anni, stanziando 5 milioni di euro a sostegno dell’iniziativa. Oggi Eurovia spera che lo stesso benvenuto posso essere dato anche alla sua Power Road. Si tratta di una “strada a energia positiva”, ma Wattway e Power Road “non sono paragonabili“, chiarisce Pierre Anjolras, presidente di Eurovia. “La prima produce energia elettrica, mentre la seconda produce calore e senza modificare l’aspetto superficiale”.

 

Il principio su cui si basa Power Road, marchio registrato dalla società che fa capo al gruppo Vinci, ricorda il riscaldamento domestico a pavimento radiante. L’idea è di incorporare nell’asfalto uno scambiatore di calore, un sistema chiuso di tubature nelle quali circola un fluido termovettore. Il calore accumulato durante il giorno dal manto stradale passerebbe così al fluido che potrebbe a sua volta essere sfruttato “per il riscaldamento domestico o dell’acqua sanitaria negli edifici circostanti”, aggiunge Anjolras. Non solo. Se accoppiato a un sistema geotermico, d’inverno può anche essere utilizzato per rimuovere la neve e il ghiaccio dalla superficie delle strade o dalle piste degli aeroporti, riducendo così i costi di manutenzione. In estate, potrebbe invece dare una mano a ridurre gli effetti delle isole di calore.

 

 

La Power Road è stata testata per la prima volta nel 2013 con la semplice funzione di rimozione della neve. Un altro test è stato lanciato nel mese di luglio 2017 su 500 m² di parcheggio, in una zona di sosta lungo l’autostrada A10, collegando il sistema al vicino immobile. “Questo è il primo test sulla capacità di riscaldamento d’un edificio, la sfida è quella di misurare il contributo di Power Road in questo senso ed è ciò che farà la società di ingegneria Burgeap”.

Ma non si tratta solo di esperimenti. La società ha già firmato il primo contratto ripavimentando lo scorso agosto 3.500 m² di parcheggio di una scuola nella città di Pontarlier. Il progetto prevede di collegare il sistema alla rete di teleriscaldamento locale. La tecnologia richiede solo il 15% di tempo in più nei lavori di realizzazione o riparazione ma il costo iniziale è decisamente alto. “Power Road costa circa 250 euro al m². Un po’ più del doppio del prezzo di un rivestimento semplice”, continua Anjolras. “Tuttavia, deve essere messo in prospettiva con i costi  di un aeroporto o una strada chiusi a causa di neve o ghiaccio”.

Dal Canada il calcestruzzo ‘eco’ resistente ai terremoti

Si spruzza su muri, usato per la prima volta in una scuola

Un calcestruzzo resistente ai terremoti ed ecosostenibile è stato messo a punto i ricercatori dell’università canadese della Columbia Britannica, che a breve lo useranno per la prima volta nell’ambito di un intervento antisismico in una scuola elementare di Vancouver. Il nuovo materiale è stato progettato su scala molecolare per essere forte, malleabile e duttile, simile all’acciaio, spiegano gli studiosi, secondo cui l’applicazione come rivestimento sulle superfici di edifici vulnerabili ne aumenta la resistenza ai terremoti.

Chiamato Edcc, sigla che sta per “composto cementizio duttile ed ecologico”, il materiale è stato testato usando intensità elevate quanto la magnitudo 9.0 del sisma che nel 2011 ha colpito la regione giapponese del Tohoku causando il disastro di Fukushima.

“Abbiamo spruzzato una serie di muri con uno strato di Edcc di 10 millimetri, sufficiente a rinforzare la maggior parte delle pareti interne contro gli urti sismici”, raccontano i ricercatori. “In seguito li abbiamo sottoposti alle scosse del livello del sisma di Tohoku e ad altri tipi e intensità di terremoti, senza riuscire a romperli”.

Il materiale combina il cemento con fibre a base di polimeri, ceneri volanti e altri additivi industriali. Sostituendo il 70% del cemento con le ceneri volanti, che sono un sottoprodotto industriale, si riescono a ridurre i gas serra. La produzione di una tonnellata di cemento genera quasi una tonnellata di CO2, evidenziano infatti gli studiosi, secondo cui il nuovo materiale “può salvare vite non solo in Canada, ma in tutto il mondo”.

(fonte: ansa.it)

Addio litio, la nuova batteria al sodio batte la concorrenza

Stessa capacità di stoccaggio ma costi ridotti dell’80%: da Stanford arriva l’alternativa agli ioni di litio

 Le storiche batterie al litio potrebbero aver finalmente trovato un rivale in grado non solo di tenergli testa ma di renderle addirittura una tecnologia obsoleta. A ingaggiare la competizione è la nuova batteria al sodio realizzata da un gruppo di ricercatori di Stanford. L’ingegnere chimico Zhenan Bao assieme ai suoi collaboratori, gli scienziati dei materiali Yi Cui e William Chueh, hanno creato un dispositivo che può immagazzinare la stessa quantità di energia delle migliori pile al litio oggi sul mercato, ma a costi decisamente inferiori. Bao ci tiene a specificare: “Nulla potrà mai superare il litio in termini di prestazioni. Ma si tratta” di un materiale “così raro e costoso da aver bisogno di sviluppare batterie ad alte prestazioni, ma a basso costo, basate su elementi abbondanti come il sodio”.

Sono diversi anni che la ricerca nel campo dell’energy storage “fa la corte” alla batteria al sodio e parte dei motivi sono facilmente intuibili. Sali di sodio sono facili da reperire con una spesa contenuta, il che li rende un’opzione conveniente per tutte quelle applicazioni in cui il fattore peso ha poca rilevanza (ad esempio nell’accumulo stazionario). Questi dispositivi possono essere completamente scaricati senza danneggiare i materiali attivi e non richiedono quelle precauzione necessarie al litio per evitare esplosioni o corto circuiti.

Quello che hanno fatto alla Stanford è essenzialmente cambiare l’approccio di progettazione. Come spiegato nella pubblicazione su Nature Energy, il team ha per prima cosa cercato di capire perché la capacità reversibile della batteria al sodio fosse nella realtà molto più bassa di quella teorica. Trovato il problema (la trasformazione irreversibile dei materiali del catodo durante il funzionamento della pila), gli scienziati hanno potuto agire sui componenti per rimuovere tale barriera. Nella pratica, è stato migliorato il processo con cui il sodio e mio-inositolo (il composto organico presente nel sale impiegato) permettono il flusso di elettroni, aumentando notevolmente le prestazioni della batteria rispetto ai tentativi precedenti.

 

“Questo è già un buon design, ma siamo fiduciosi che possa essere migliorata ulteriormente ottimizzando l’anodo di fosforo”, spiega Cui. Il prototipo di batteria al sodio realizzato ha una capacità reversibile di 484 mAh g-1, una densità di energia di 726 Wh kg-1, un’efficienza energetica superiore all’87% e una buona conservazione del ciclo. E confrontando litio e sodio sul fronte economico, il secondo permetterebbe di risparmiare fino all’80 per cento dei costi.

(fonte: rinnovabili.it)