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Mejora de pilas de combustible de metanol limpias

12.12.2020

Debido a los muchos problemas ambientales causados por el uso de combustibles fósiles, muchos científicos de todo el mundo se concentran en encontrar alternativas efectivas. Si bien existen grandes esperanzas para las celdas de combustible de hidrógeno, la realidad es que el transporte, el almacenamiento y el uso de hidrógeno puro conllevan enormes costos adicionales, lo que dificulta las tecnologías actuales. En cambio, el metanol (CH3O3), un tipo de alcohol, no requiere refrigeración, tiene una mayor densidad energética y es más fácil y seguro de transportar. Por lo tanto, una transición a una economía basada en metanol es una meta más realista.

Sin embargo, generar electricidad a partir de metanol a temperatura ambiente requiere una celda de combustible de metanol directo (DMFC), un dispositivo que hasta ahora ha ofrecido un rendimiento deficiente. Uno de los principales problemas con los DMFC es la reacción no deseada de "oxidación de metanol" que ocurre durante la transición del metanol, "es decir, cuando pasa del ánodo al cátodo. Esta reacción resulta en la destrucción del catalizador de platino (Pt). , que es esencial para el funcionamiento de la celda. Si bien se han propuesto ciertas estrategias para mitigar este problema, ninguna ha sido lo suficientemente buena hasta ahora debido a problemas de costo o estabilidad.

Un grupo de científicos de Corea ideó una solución creativa y efectiva. Hicieron, utilizando un procedimiento relativamente simple, un catalizador que consiste en nanopartículas de Pt encerradas en una capa de carbono. Esta capa forma una red de carbono casi impermeable con pequeños agujeros causados por defectos de nitrógeno. Aunque el oxígeno, uno de los principales reactivos en DMFC, puede llegar al catalizador de Pt a través de estos "agujeros", las moléculas de metanol son demasiado grandes para atravesarlas.

"La capa de carbono actúa como un tamiz molecular y proporciona selectividad para los reactivos deseados que realmente pueden llegar a los sitios del catalizador. Esto evita la reacción no deseada de los núcleos de platino", explica el profesor Oh Jung Kwon de la Universidad Nacional de Incheon (Corea). quien dirigió el estudio.

Los científicos realizaron varios experimentos para caracterizar la estructura general y la composición del catalizador preparado y demostraron que el oxígeno puede atravesar la capa de carbono, pero el metanol no. También encontraron una manera fácil de controlar la cantidad de defectos en la carcasa simplemente cambiando la temperatura durante el paso del tratamiento térmico. En comparaciones experimentales posteriores, su nuevo catalizador purificado superó a los catalizadores de Pt comerciales y también mostró una estabilidad mucho mayor.

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Máquina para aclarar flores en jardines. 02.05.2024

En la agricultura moderna, se están desarrollando avances tecnológicos destinados a aumentar la eficiencia de los procesos de cuidado de las plantas. En Italia se presentó la innovadora raleoadora de flores Florix, diseñada para optimizar la etapa de recolección. Esta herramienta está equipada con brazos móviles, lo que permite adaptarla fácilmente a las necesidades del jardín. El operador puede ajustar la velocidad de los alambres finos controlándolos desde la cabina del tractor mediante un joystick. Este enfoque aumenta significativamente la eficiencia del proceso de aclareo de flores, brindando la posibilidad de un ajuste individual a las condiciones específicas del jardín, así como a la variedad y tipo de fruta que se cultiva en él. Después de dos años de probar la máquina Florix en varios tipos de fruta, los resultados fueron muy alentadores. Agricultores como Filiberto Montanari, que ha utilizado una máquina Florix durante varios años, han informado de una reducción significativa en el tiempo y la mano de obra necesarios para aclarar las flores. ... >>

Microscopio infrarrojo avanzado 02.05.2024

Los microscopios desempeñan un papel importante en la investigación científica, ya que permiten a los científicos profundizar en estructuras y procesos invisibles a simple vista. Sin embargo, varios métodos de microscopía tienen sus limitaciones, y entre ellas se encuentra la limitación de resolución cuando se utiliza el rango infrarrojo. Pero los últimos logros de los investigadores japoneses de la Universidad de Tokio abren nuevas perspectivas para el estudio del micromundo. Científicos de la Universidad de Tokio han presentado un nuevo microscopio que revolucionará las capacidades de la microscopía infrarroja. Este instrumento avanzado le permite ver las estructuras internas de las bacterias vivas con una claridad asombrosa en la escala nanométrica. Normalmente, los microscopios de infrarrojo medio están limitados por la baja resolución, pero el último desarrollo de investigadores japoneses supera estas limitaciones. Según los científicos, el microscopio desarrollado permite crear imágenes con una resolución de hasta 120 nanómetros, 30 veces mayor que la resolución de los microscopios tradicionales. ... >>

Trampa de aire para insectos. 01.05.2024

La agricultura es uno de los sectores clave de la economía y el control de plagas es una parte integral de este proceso. Un equipo de científicos del Consejo Indio de Investigación Agrícola-Instituto Central de Investigación de la Papa (ICAR-CPRI), Shimla, ha encontrado una solución innovadora a este problema: una trampa de aire para insectos impulsada por el viento. Este dispositivo aborda las deficiencias de los métodos tradicionales de control de plagas al proporcionar datos de población de insectos en tiempo real. La trampa funciona enteramente con energía eólica, lo que la convierte en una solución respetuosa con el medio ambiente que no requiere energía. Su diseño único permite el seguimiento de insectos tanto dañinos como beneficiosos, proporcionando una visión completa de la población en cualquier zona agrícola. "Evaluando las plagas objetivo en el momento adecuado, podemos tomar las medidas necesarias para controlar tanto las plagas como las enfermedades", afirma Kapil. ... >>

La amenaza de los desechos espaciales al campo magnético de la Tierra 01.05.2024

Cada vez más oímos hablar de un aumento en la cantidad de basura espacial que rodea nuestro planeta. Sin embargo, no son sólo los satélites y las naves espaciales activos los que contribuyen a este problema, sino también los desechos de misiones antiguas. El creciente número de satélites lanzados por empresas como SpaceX no sólo crea oportunidades para el desarrollo de Internet, sino también graves amenazas a la seguridad espacial. Los expertos ahora están centrando su atención en las posibles implicaciones para el campo magnético de la Tierra. El Dr. Jonathan McDowell, del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, destaca que las empresas están desplegando rápidamente constelaciones de satélites y que el número de satélites podría crecer hasta 100 en la próxima década. El rápido desarrollo de estas armadas cósmicas de satélites puede conducir a la contaminación del entorno de plasma de la Tierra con desechos peligrosos y una amenaza a la estabilidad de la magnetosfera. Los restos metálicos de los cohetes usados pueden alterar la ionosfera y la magnetosfera. Ambos sistemas desempeñan un papel clave en la protección de la atmósfera y el mantenimiento ... >>

Solidificación de sustancias a granel. 30.04.2024

Hay bastantes misterios en el mundo de la ciencia y uno de ellos es el extraño comportamiento de los materiales a granel. Pueden comportarse como un sólido pero de repente se convierten en un líquido que fluye. Este fenómeno ha llamado la atención de muchos investigadores, y quizás por fin estemos más cerca de resolver este misterio. Imagínese arena en un reloj de arena. Por lo general, fluye libremente, pero en algunos casos sus partículas comienzan a atascarse, pasando de líquido a sólido. Esta transición tiene implicaciones importantes para muchas áreas, desde la producción de drogas hasta la construcción. Investigadores de EE.UU. han intentado describir este fenómeno y acercarse a su comprensión. En el estudio, los científicos realizaron simulaciones en el laboratorio utilizando datos de bolsas de perlas de poliestireno. Descubrieron que las vibraciones dentro de estos conjuntos tenían frecuencias específicas, lo que significa que sólo ciertos tipos de vibraciones podían viajar a través del material. Recibió ... >>

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Gadget para tonificar el cerebro durante el día 28.06.2021

Especialistas del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de EE. UU. han desarrollado un dispositivo que ayuda a aliviar la fatiga y a mantener el rendimiento durante todo el día. La técnica VNS se basa en la estimulación del nervio vago cervical con corriente eléctrica.

Este método es mucho más efectivo que la estimulación de corriente continua transcraneal (tDCS). Ambos métodos se dirigen al locus coeruleus, un área en el tronco encefálico que es la principal fuente de norepinefrina, la hormona del despertar. En este caso, las señales de tDCS deben atravesar la piel, el cráneo y el resto del cerebro para llegar a la región final.

La duración del procedimiento es de unos 30 minutos. En el caso de la terapia VNS, la exposición se realiza mediante un dispositivo portátil. Al mismo tiempo, una persona puede controlar el dispositivo de forma independiente y el procedimiento toma solo seis minutos.

40 personas participaron en las pruebas del dispositivo. Los participantes estuvieron despiertos durante 34 horas. La condición de los voluntarios se evaluó mediante cuatro pruebas. Resultó que los participantes en la terapia VNS mostraron los mejores resultados 12 y 15 horas después de la estimulación. Y aunque los resultados deben ser confirmados por más investigaciones, los expertos confían en que este método puede ser una buena manera de mantenerse alerta y productivo durante mucho tiempo.

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