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La radiografía reveló un problema con la batería

03.08.2012

Con la ayuda de la microscopía de rayos X, los científicos de la Universidad de Stanford lograron comprender por primera vez por qué las baterías de litio-azufre se descomponen constantemente. Resultó que el problema radica en el proceso mal organizado de una reacción química.

La mayoría de los vehículos eléctricos modernos utilizan baterías de iones de litio, muy caras, que representan la mitad del costo del automóvil completo. Uno de los reemplazos más prometedores para la fuente de energía de iones de litio costosa y de poca capacidad son las baterías de azufre de litio. No solo cuestan menos, sino que también pueden almacenar 5 veces más energía. Sin embargo, todos los experimentos con una batería nueva acaban decepcionados: tras varias decenas de ciclos de carga/descarga, deja de funcionar. Naturalmente, esto es muy poco: la batería de un automóvil debe tener una vida útil de 10 a 20 años, es decir, soportar muchos miles de ciclos de carga/descarga.

Una batería de litio-azufre consta de dos electrodos: un ánodo de litio y un cátodo de azufre-carbono. Varios investigadores han llegado a la conclusión de que el ciclo de vida corto de la batería se debe a reacciones químicas que descomponen el azufre en el cátodo. Sin embargo, el nuevo estudio refutó los hallazgos de experimentos anteriores. Con la ayuda de una poderosa fuente de rayos X, por primera vez fue posible capturar los detalles más pequeños de la batería directamente en el proceso de operación. Como resultado, resultó que las partículas de azufre en el cátodo no se degradan.

El problema residía en el proceso de reacción de los iones de litio con el azufre cuando se descargaba la batería. El subproducto de esta reacción química son compuestos conocidos como polisulfuros de litio. Se filtran en el electrolito y forman fuertes enlaces con el litio. Como resultado, el medio activo se destruye y la batería deja de funcionar.

Afortunadamente, resultó que el azufre en la batería se destruye muy débilmente y esta no es la causa del mal funcionamiento. Por otro lado, incluso una pequeña cantidad de polisulfuros de litio es suficiente para que la batería comience a fallar. Pero, según los científicos, este problema se puede solucionar evitando la fuga de polisulfuros en el electrolito.

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Mini aire acondicionado Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

El verano es una época de relajación y viajes, pero muchas veces el calor puede convertir esta época en un tormento insoportable. Conozca un nuevo producto de Sony: el mini aire acondicionado Reon Pocket 5, que promete hacer que el verano sea más cómodo para sus usuarios. Sony ha presentado un dispositivo único: el mini acondicionador Reon Pocket 5, que proporciona refrigeración corporal en los días calurosos. Con él, los usuarios pueden disfrutar de frescura en cualquier momento y en cualquier lugar simplemente usándolo alrededor del cuello. Este mini aire acondicionado está equipado con ajuste automático de modos de funcionamiento, así como sensores de temperatura y humedad. Gracias a tecnologías innovadoras, Reon Pocket 5 ajusta su funcionamiento en función de la actividad del usuario y las condiciones ambientales. Los usuarios pueden ajustar fácilmente la temperatura mediante una aplicación móvil dedicada conectada mediante Bluetooth. Además, para mayor comodidad, se encuentran disponibles camisetas y pantalones cortos especialmente diseñados, a los que se puede colocar un mini acondicionador. El dispositivo puede oh ... >>

Energía del espacio para Starship 08.05.2024

Producir energía solar en el espacio es cada vez más factible con la llegada de nuevas tecnologías y el desarrollo de programas espaciales. El director de la startup Virtus Solis compartió su visión de utilizar la nave espacial SpaceX para crear plantas de energía orbitales capaces de alimentar la Tierra. La startup Virtus Solis ha presentado un ambicioso proyecto para crear plantas de energía orbitales utilizando la nave Starship de SpaceX. Esta idea podría cambiar significativamente el campo de la producción de energía solar, haciéndola más accesible y barata. El núcleo del plan de la startup es reducir el coste de lanzar satélites al espacio utilizando Starship. Se espera que este avance tecnológico haga que la producción de energía solar en el espacio sea más competitiva con respecto a las fuentes de energía tradicionales. Virtual Solís planea construir grandes paneles fotovoltaicos en órbita, utilizando Starship para entregar el equipo necesario. Sin embargo, uno de los principales desafíos ... >>

Nuevo método para crear baterías potentes 08.05.2024

Con el desarrollo de la tecnología y el uso cada vez mayor de la electrónica, la cuestión de crear fuentes de energía eficientes y seguras se vuelve cada vez más urgente. Investigadores de la Universidad de Queensland han revelado un nuevo enfoque para crear baterías de zinc de alta potencia que podrían cambiar el panorama de la industria energética. Uno de los principales problemas de las baterías recargables tradicionales a base de agua era su bajo voltaje, que limitaba su uso en dispositivos modernos. Pero gracias a un nuevo método desarrollado por los científicos, este inconveniente se ha superado con éxito. Como parte de su investigación, los científicos recurrieron a un compuesto orgánico especial: el catecol. Resultó ser un componente importante que puede mejorar la estabilidad de la batería y aumentar su eficiencia. Este enfoque ha dado lugar a un aumento significativo del voltaje de las baterías de iones de zinc, haciéndolas más competitivas. Según los científicos, estas baterías tienen varias ventajas. tienen b ... >>

Contenido de alcohol de la cerveza caliente. 07.05.2024

La cerveza, como una de las bebidas alcohólicas más comunes, tiene su propio sabor único, que puede cambiar según la temperatura de consumo. Un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de científicos ha descubierto que la temperatura de la cerveza tiene un impacto significativo en la percepción del sabor alcohólico. El estudio, dirigido por el científico de materiales Lei Jiang, encontró que a diferentes temperaturas, las moléculas de etanol y agua forman diferentes tipos de agrupaciones, lo que afecta la percepción del sabor alcohólico. A bajas temperaturas, se forman más racimos piramidales, lo que reduce el sabor picante del "etanol" y hace que la bebida tenga un sabor menos alcohólico. Por el contrario, a medida que aumenta la temperatura, los racimos se vuelven más encadenados, lo que da como resultado un sabor alcohólico más pronunciado. Esto explica por qué el sabor de algunas bebidas alcohólicas, como el baijiu, puede cambiar en función de la temperatura. Los datos obtenidos abren nuevas perspectivas para los fabricantes de bebidas, ... >>

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Los antibióticos retrasan el envejecimiento 01.06.2013

Científicos de la Escuela Politécnica Federal de Lausana han descubierto un grupo de genes que tienen un impacto significativo en la esperanza de vida, y este proceso se puede controlar con los medicamentos disponibles, en particular los antibióticos. Los científicos suizos son los primeros en descubrir un mecanismo que opera dentro de las mitocondrias y ralentiza significativamente el proceso de envejecimiento, al menos en el laboratorio y en organismos modelo: gusanos nematodos y ratones. Resulta que la introducción de antibióticos en individuos jóvenes puede prolongar significativamente la vida de los animales y posiblemente de los humanos.

¿Por qué, en una población homogénea de la misma especie, algunos individuos viven tres veces más que otros? Esta pregunta ha desconcertado a los científicos durante siglos. Científicos suizos creen haber encontrado la respuesta. Se revela un mecanismo, cuya violación con la ayuda de antibióticos aumenta la vida útil de los nematodos en 1,6 veces. El mismo mecanismo parece agregar 365 días adicionales a los ratones (que generalmente viven entre 900 y 250 días).

El mecanismo funciona dentro de las mitocondrias, los orgánulos que convierten los nutrientes en proteínas y ATP, que se utiliza como fuente de energía para los músculos. Los científicos analizaron el genoma de ratones con diferentes esperanzas de vida y encontraron un grupo de tres genes ubicados en el cromosoma número dos, que aún no se ha considerado como un objetivo para encontrar factores importantes en el envejecimiento. Sin embargo, las mediciones han demostrado que una reducción del 50% en la expresión de estos tres genes y, en consecuencia, la cantidad de proteínas que codifican, agrega 250 días "extra" a los ratones en la vida.

Luego, los científicos probaron su descubrimiento en nematodos: la reducción de la producción de las mismas proteínas también prolongó la vida: en un 60% (de los 19 habituales a más de 30 días). En general, el estudio encontró que la disponibilidad de proteínas ribosomales mitocondriales (MRP) estaba inversamente relacionada con la vida útil. Puede reducir la cantidad de estas proteínas con la ayuda de los medicamentos disponibles, como los antibióticos. Desafortunadamente, solo las personas jóvenes pueden prolongar la vida de esta manera: una terapia similar no funciona en adultos.

El descubrimiento de los científicos suizos promete perspectivas brillantes en términos de extensión de la vida. El nuevo mecanismo es simple y no solo aumenta el tiempo de vida, sino que también le permite mantener la salud durante mucho tiempo. Por lo tanto, los nematodos tratados estaban en excelente forma mucho más tiempo que sus contrapartes y tenían mayor resistencia y fuerza muscular.

Los científicos creen que el mecanismo que descubrieron funciona en otros mamíferos, incluidos los humanos. Sin embargo, para crear una terapia adecuada que prolongue una vida saludable, se requieren estudios muy complejos y prolongados. En primer lugar, la terapia debe llevarse a cabo en un período estrictamente específico del desarrollo de un organismo joven, y este período para humanos aún no se ha determinado, y en segundo lugar, para obtener los resultados de la terapia realizada en humanos, será necesario recopilar estadísticas de por vida de sujetos experimentales. Pero, lo más probable, habrá suficientes personas dispuestas a participar en tal experimento.

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