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Modelando a Estrutura de Baterias de Estado Sólido

28.01.2022

Cientistas do Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), em colaboração com a San Francisco State University e a Pennsylvania State University, desenvolveram uma ferramenta detalhada de modelagem de estado sólido para ajudar a criar baterias de melhor desempenho.

Os eletrólitos sólidos podem ajudar a superar muitos dos obstáculos que as baterias de eletrólitos líquidos enfrentam hoje. Mas as baterias de estado sólido têm suas desvantagens. Uma nova ferramenta para modelar configurações e estados de estruturas sólidas mostrará como contornar todos os problemas.

A microestrutura de materiais e eletrólitos sólidos em particular tem uma forte influência no transporte de íons. O número de ciclos da bateria e suas características atuais dependem disso. Ao mesmo tempo, a microestrutura pode ser influenciada pelo uso de certos métodos de processamento para sua formação. A gama de possibilidades aqui é infinita, o que não pode ser dito sobre o tempo ou recursos para experimentos. O processo pode ser acelerado por ferramentas que explicam a natureza fundamental dos processos e fornecem uma análise qualitativa e quantitativa de estruturas, defeitos, distribuição de substâncias, sua concentração, ligações e outras características.

"Desenvolvemos uma nova e poderosa capacidade de simulação computacional que pode oferecer uma visão científica fundamental e orientação prática de design não apenas para a comunidade de pesquisa de armazenamento de energia, mas também para a comunidade de processamento de materiais", disseram os cientistas.

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Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica:

Máquina para desbastar flores em jardins 02.05.2024

Na agricultura moderna, o progresso tecnológico está se desenvolvendo com o objetivo de aumentar a eficiência dos processos de cuidado das plantas. A inovadora máquina de desbaste de flores Florix foi apresentada na Itália, projetada para otimizar a etapa de colheita. Esta ferramenta está equipada com braços móveis, permitindo uma fácil adaptação às necessidades do jardim. O operador pode ajustar a velocidade dos fios finos controlando-os a partir da cabine do trator por meio de um joystick. Esta abordagem aumenta significativamente a eficiência do processo de desbaste das flores, proporcionando a possibilidade de adaptação individual às condições específicas do jardim, bem como à variedade e tipo de fruto nele cultivado. Depois de testar a máquina Florix durante dois anos em vários tipos de frutas, os resultados foram muito encorajadores. Agricultores como Filiberto Montanari, que utiliza uma máquina Florix há vários anos, relataram uma redução significativa no tempo e no trabalho necessários para desbastar flores. ... >>

Microscópio infravermelho avançado 02.05.2024

Os microscópios desempenham um papel importante na pesquisa científica, permitindo aos cientistas mergulhar em estruturas e processos invisíveis aos olhos. Porém, vários métodos de microscopia têm suas limitações, e entre elas estava a limitação de resolução ao utilizar a faixa infravermelha. Mas as últimas conquistas dos pesquisadores japoneses da Universidade de Tóquio abrem novas perspectivas para o estudo do micromundo. Cientistas da Universidade de Tóquio revelaram um novo microscópio que irá revolucionar as capacidades da microscopia infravermelha. Este instrumento avançado permite ver as estruturas internas das bactérias vivas com incrível clareza em escala nanométrica. Normalmente, os microscópios de infravermelho médio são limitados pela baixa resolução, mas o desenvolvimento mais recente dos pesquisadores japoneses supera essas limitações. Segundo os cientistas, o microscópio desenvolvido permite criar imagens com resolução de até 120 nanômetros, 30 vezes maior que a resolução dos microscópios tradicionais. ... >>

Armadilha de ar para insetos 01.05.2024

A agricultura é um dos sectores-chave da economia e o controlo de pragas é parte integrante deste processo. Uma equipe de cientistas do Conselho Indiano de Pesquisa Agrícola-Instituto Central de Pesquisa da Batata (ICAR-CPRI), em Shimla, apresentou uma solução inovadora para esse problema: uma armadilha de ar para insetos movida pelo vento. Este dispositivo aborda as deficiências dos métodos tradicionais de controle de pragas, fornecendo dados sobre a população de insetos em tempo real. A armadilha é alimentada inteiramente por energia eólica, o que a torna uma solução ecologicamente correta que não requer energia. Seu design exclusivo permite o monitoramento de insetos nocivos e benéficos, proporcionando uma visão completa da população em qualquer área agrícola. “Ao avaliar as pragas-alvo no momento certo, podemos tomar as medidas necessárias para controlar tanto as pragas como as doenças”, diz Kapil ... >>

A ameaça dos detritos espaciais ao campo magnético da Terra 01.05.2024

Cada vez mais ouvimos falar de um aumento na quantidade de detritos espaciais que cercam o nosso planeta. No entanto, não são apenas os satélites e naves espaciais activos que contribuem para este problema, mas também os detritos de antigas missões. O número crescente de satélites lançados por empresas como a SpaceX cria não só oportunidades para o desenvolvimento da Internet, mas também sérias ameaças à segurança espacial. Os especialistas estão agora a voltar a sua atenção para as potenciais implicações para o campo magnético da Terra. O Dr. Jonathan McDowell, do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, sublinha que as empresas estão a implementar rapidamente constelações de satélites e que o número de satélites poderá crescer para 100 na próxima década. O rápido desenvolvimento destas armadas cósmicas de satélites pode levar à contaminação do ambiente de plasma da Terra com detritos perigosos e uma ameaça à estabilidade da magnetosfera. Detritos metálicos de foguetes usados ​​podem perturbar a ionosfera e a magnetosfera. Ambos os sistemas desempenham um papel fundamental na proteção da atmosfera e na manutenção ... >>

Solidificação de substâncias a granel 30.04.2024

Existem alguns mistérios no mundo da ciência, e um deles é o estranho comportamento dos materiais a granel. Eles podem se comportar como um sólido, mas de repente se transformarem em um líquido fluido. Este fenômeno tem atraído a atenção de muitos pesquisadores e podemos finalmente estar mais perto de resolver este mistério. Imagine areia em uma ampulheta. Geralmente flui livremente, mas em alguns casos suas partículas começam a ficar presas, passando de líquido a sólido. Esta transição tem implicações importantes em muitas áreas, desde a produção de medicamentos até à construção. Pesquisadores dos EUA tentaram descrever esse fenômeno e chegar mais perto de compreendê-lo. No estudo, os cientistas realizaram simulações em laboratório utilizando dados de sacos de esferas de poliestireno. Eles descobriram que as vibrações dentro desses conjuntos tinham frequências específicas, o que significa que apenas certos tipos de vibrações poderiam viajar através do material. Recebido ... >>

Notícias aleatórias do Arquivo

Novo material acumula e armazena energia solar por décadas 05.11.2019

Cientistas da Chalmers University of Technology, em Gotemburgo, descobriram uma maneira de usar a energia solar e também armazená-la por décadas para, eventualmente, ser usada para aquecimento. O sistema superará em muito as baterias tradicionais para aquecimento. A linha inferior é que o revestimento de economia de energia pode ser aplicado a janelas e até têxteis.

O sistema é baseado em uma molécula líquida composta de carbono, hidrogênio e nitrogênio. Quando exposta à luz solar, a molécula absorve a energia solar e a retém até que o catalisador comece a liberá-la na forma de calor.

Foram necessários quase 10 anos e US$ 2,5 milhões para desenvolver uma instalação dedicada de armazenamento de energia solar. De acordo com o professor Mot-Poulsen, do Departamento de Química e Engenharia Química, o dispositivo pode armazenar energia por 5 a 10 anos a mais do que as baterias convencionais de íons de lítio.

Um revestimento transparente que capta a energia solar pode ser aplicado em janelas de casas, carros e até roupas. Assim, a quantidade de eletricidade consumida é reduzida, assim como as emissões de carbono.

Ainda não se sabe se o sistema pode ser usado para gerar eletricidade diretamente. Os pesquisadores acreditam que esse potencial existe, mas por enquanto estão focando na questão do aquecimento.

Uma nova unidade de armazenamento pode aparecer em 5-6 anos e a cobertura em 3 anos.

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