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Batería centenaria sobre bacterias

23.04.2023

Los científicos han desarrollado una batería que utiliza bacterias formadoras de esporas para generar electricidad.

Ingenieros de la Universidad de Binghamton han utilizado bacterias formadoras de esporas para crear una biobatería que se puede almacenar durante largos períodos de tiempo y que potencialmente funcionará incluso después de 100 años.

La celda de combustible del tamaño de una moneda se selló con un trozo de cinta Kapton, un material que puede soportar altas y bajas temperaturas. Esto hizo posible preservar el material para el almacenamiento a largo plazo. Cuando se quitó la cinta y entró humedad, la bacteria se mezcló con un germen químico que estimuló a los microbios a producir esporas.

La energía de las reacciones bioquímicas era suficiente para encender un LED, un termómetro digital o un pequeño reloj. Los investigadores también encontraron que la activación térmica de las esporas bacterianas redujo el tiempo para alcanzar la máxima potencia de 1 hora a 20 minutos, y el aumento de la humedad aumentó la producción eléctrica. Después de una semana de almacenamiento a temperatura ambiente, la generación de energía disminuyó solo un 2%.

"El objetivo general es desarrollar una celda de combustible microbiana que pueda almacenarse durante un período de tiempo relativamente largo sin degradar la actividad biocatalítica y que también se active rápidamente al absorber la humedad del aire", dijo Sohin Choi, coautor del estudio.

Los investigadores dijeron que el prototipo actual es solo el comienzo de la investigación. Aunque muestra buenos resultados para la implementación completa y el reemplazo de baterías tradicionales con bioacumuladores, dicha celda de combustible debería encenderse más rápido y producir más voltaje.

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Energía del espacio para Starship 08.05.2024

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Nuevo método para crear baterías potentes 08.05.2024

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Súper alta presión de una nueva manera 09.11.2012

La ciencia que estudia el comportamiento de los materiales en condiciones extremas ha dado un gran salto. Más recientemente, se ha descubierto un método para crear una presión ultra alta sin el uso de ondas de choque que convierten los sólidos en líquidos. Este descubrimiento permitirá a los científicos por primera vez alcanzar un nivel sin precedentes de alta presión estática del medio ambiente: más de cuatro millones de atmósferas. Puede formar nuevos compuestos con propiedades químicas y físicas alteradas, como los metales que se han convertido en aislantes.

Un equipo internacional de científicos utilizó un yunque combinado con rayos X de alta energía para generar alta presión. Consiguieron alcanzar una presión de 640 gigapascales. Esto es un 50 % más de presión de lo que se ha demostrado antes y un 150 % más de lo que estaba disponible durante los experimentos típicos de alta presión. Alcanzar una presión tan ultra alta tendría enormes implicaciones para las ciencias de la tierra, la cosmología, la química, la física y la ciencia de los materiales. Una presión estática de 640 gigapascales es seis millones de veces la presión del aire en la superficie de la Tierra y más de una vez y media la presión en el centro de la Tierra. El estudio de tales cantidades podría conducir a nuevos descubrimientos sobre cómo se formó la Tierra.

Científicos de la Universidad de Bayreuth en Alemania, la Universidad Americana de Chicago y la Universidad de Amberes en Bélgica desarrollaron conjuntamente una nueva forma de lograr presiones ultra altas. Los detalles aparecieron en la revista Nature.

“No nos detenemos ahí porque esperamos aumentar el rango de presión disponible a valores de terapascales, o 10 megabares”, dijo Vitaly Prokopenko, autor del artículo y científico del Centro de Fuentes Avanzadas de Radiación de la Universidad de Chicago. Es necesario estudiar materiales en condiciones específicas, como en la superficie de los gigantes gaseosos, Urano y Neptuno, donde la presión corresponde a un valor de unos siete megabares.

Desde finales de la década de 1950, los científicos han utilizado yunques de diamante para generar presiones extremas para probar la resistencia de los materiales. Esto fue necesario para formar nuevas propiedades de los materiales, como la superconductividad, y para intentar reproducir la alta presión en varios planetas. Los científicos han tratado de alcanzar la presión del núcleo interno de la Tierra, que oscila entre 320 y 360 GPa.

La presión se estableció agregando un microyunque secundario (10-20 µm de diámetro) entre dos yunques hechos de diamantes monocristalinos de calidad gema, de aproximadamente un cuarto de quilate cada uno. Y el yunque secundario está hecho de diamante nanocristalino superduro.

"Las bolas de diamante nanocristalino tienen un límite elástico muy alto, son menos comprimibles y menos quebradizas que los diamantes monocristalinos. Y son ellas las que nos brindan la oportunidad de expandir drásticamente el rango de presión alcanzable", explicó Natalya Dubrovinskaya, coautora de el artículo.

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