Tag: eletroquímica

Imitando as sibas

siba muda de cor
As sibas (chocos ou cuttlefish) são mestres na geração de belos padrões de mudança de cor, consegue fazer isto com uma rapidez quase hipnotizante. Pensando nisso, os pesquisadores, Joseph J. Walish, Youngjong Kang, Rafal A. Mickiewicz e Edwin L. Thomas, resolveram procurar um meio de imitar esta impressionante habilidade.

As sibas conseguem as variações de cor com o controle da absorção, reflexão e mudança da textura superficial, o que resulta em uma manipulação da luz – sendo este um dos objetivos procurados em tecnologias modernas.

A imitação do processo foi feita com o uso de camadas de poliestireno e poli(2-vinilpiridina) (PS-P2VP), ensanduichadas entre placas de eletrodos condutores transparentes de óxidos de índio estanho (ITO), com um eletrólito de 2,2,2-trifluoroetanol.

Em estado normal, o sistema exibe uma coloração avermelhada, ao se impor um potencial de 5V a cor passa para verde, em aproximadamente 5 segundos, e ao se deslocar para um potencial de 10V uma cor azul-esverdeada começa a surgir.

Até o momento esta tecnologia permite somente visualização das cores quando em presença de uma fonte externa de luz, ou seja, não existe emissão de luminosidade. Isto pode ser um ponto positivo em certos tipos de aplicações.

A pequena espessura dos filmes empregados, a baixa tensão necessária e alta refletividade desta combinação simples de polímeros, mostram-se promissores em aplicações em displays estáticos e/ou dinâmicos.

ResearchBlogging.org

Walish, J., Kang, Y., Mickiewicz, R., & Thomas, E. (2009). Bioinspired Electrochemically Tunable Block Copolymer Full Color Pixels Advanced Materials DOI: 10.1002/adma.200900067

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ) – Universidade Federal do Pampa – Bagé.

Recarga em segundos

notícia sobre inovação em baterias
Planejava escrever aqui sobre uma pesquisa que aponta para a possível criação de uma bateria de lítio muito mais rápida em seu processo de carga e descarga.
A mídia tradicional foi rápida e a notícia já está presente em sites tradicionais como o G1.
Veja…

Cientistas criam bateria de celular capaz de recarregar em 10 segundos

Baterias mais eficientes (será verdade?) 2

Artigo:
Battery materials for ultrafast charging and discharging
Byoungwoo Kang & Gerbrand Ceder

Nature 458, 190-193 (12 March 2009)
https://dx.doi.org/10.1038/nature07853

Tanque de hidrogênio mais leve do que baterias

O pesquisador holandês Robin Gremaud demonstrou que liga dos metais magnésio, titânio e níquel é um excelente absorvedor de hidrogênio. Esta liga leve leva o uso do hidrogênio para mais próximo do cotidiano como uma fonte de combustível para veículos. Um tanque de hidrogênio que use esta liga terá um peso relativo de 40% menos do que um sistema de baterias. Para encontrar a melhor liga Gremaud desenvolveu um método que permite o teste simultâneo de centenas de amostras de diferentes metais para sua capacidade de absorver hidrogênio. A companhia britânica Ilika, de Southampton já demonstrou interesse.

O hidrogênio é considerado um combustível limpo e, portanto, importante para o futuro. Este gás pode ser usado diretamente nos automóveis em um motor de combustão interna, como o hidrogênio no veículo da BMW, ou pode ser convertida em energia elétrica nas chamadas células a combustível, como nos ônibus Citaro em serviço em Amsterdam.

O grande problema da utilização do hidrogênio nos transportes é o armazenamento seguro deste gás altamente explosivo. Isto pode ser conseguido através de metais que absorvem o gás. No entanto, um inconveniente deste método é que ele torna os tanques de hidrogênio um pouco pesados.

A bateria, uma competidora como forma de armazenamento da energia elétrica, se sai ainda pior. Dirigir por quatrocentos quilômetros com um carro elétrico, com performance comparável ao Toyota Prius, irá precisar de um carro que corregue 317 quilogramas de modernas baterias de lítio em sua jornada. Com a liga metálica leve de Gremaud a mesma distância irá precisar de um tanque de hidrogênio de ´somente´ 200 quilogramas. Embora esta nova liga seja importante no desenvolvimento do hidrogênio como combustível, a descoberta da tecnologia final para o hidrogênio está longe de ser alcançada.

Hidrogenografia ( Hydrogenography )

Em sua pesquisa Gremaud fez uso de uma técnica para medir a absorbância de hidrogênio por metais, baseando-se no fenômeno de ´switchable mirrors´ descoberto na University Amsterdam. Quase 10 anos atrás pesquisadores descobriram que certos materiais perdem sua refletividade pela absorção de hidrogênio. Esta técnica tornou-se conhecida como hidrogenografia, ou “escrever com hidrogênio”. Usando essa técnica, Gremaud foi capaz de analisar simultaneamente a eficácia de centenas de diferentes combinações dos metais magnésio, titânio e níquel. Métodos tradicionais precisariam de testes separados para cada liga.

Leia mais em
Hydrogen tank lighter than battery

Aeromodelo movido a celula a combustível

aeromodelo celula combustivel

Um grupo de estudantes da University of Michigan conquistou um novo recorde mundial para o mais longo voo feito por um avião (aeromodelo) abastecido por célula a combustível.

No mês passado o time, conhecido como SolarBubbles, colocou em funcionamento o aeromodelo de 2500 dólares em um voo em volta de um campo em Milan, em Michigan, por um total de 10 horas, 15 minutos e 4 segundos – quebrando a marca anterior que era de 9 horas, que pertencia a uma campania de engenharia da Califórnia.

O avião, um veículo não tripulado (VNT), de nome Endurance, é o resultado de seis meses de trabalho feito pelo grupo de graduação de engenharia aeroespacial. VNTs são comumente utilizados para tarefas militares de mapeamento, teste de perigos químicos ou entrega de material hospitalar em terreno periogoso.

As células a combustível para o projeto foram fornecidas pela compania de Adaptive Materials Inc, de Michigan. de acordo como  Nick Schoeps, da University of Michigan que agora trabalha na compania, “Nós temos alguns outros contratos militares que estamos testando, mas achamos que pode ser uma grande oportunidade para colaborar coma universidade e trazer alguns estudantes para o grupo e ver o que conseguimos obter.”

Schoeps pensa que os VNTs são ideais para testar células a combustível, porque, acompanhando o voo, os engenheiros tem uma clara idéia de como as células trabalham. O objetivo final do grupo é fazer um avião propelido a celula a combustível voar por 24 horas, algo que eles esperam conseguir no próximo ano.

Via Gas2.0

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ) – Universidade Federal do Pampa – Bagé.

Sensores eletroquímicos em nano-escala

sensor cantilever nanometrico
O professor de física Rao Apparao, da Universidade de Clemson, e sua equipe, estão estudando sistemas em escala nanométrica que tenham a capacidade de investigar e alertar sobre a presença de produtos químicos tóxicos ou gases no ar.

“A capacidade de construir dispositivos extremamente pequenos para fazer esse trabalho tem sido uma coisa que nós temos visto até agora apenas em filmes de ficção científica”, disse Rao.

Da espessura de um cabelo humano, ou menor, o cantilever em micro e nano-escala é parecido com um trampolim de mergulhos quando observado sob um microscópio eletrônico. O sistema é colocado em vibração como se fosse uma guitarra e a medida da frequência de vibração em diferentes condições permite a possibilidade de detectar se existe algum problema no ar analisado.

“A forma atual de sensores ópticos envolve um método que usa um sistema relativamente volumoso e caro de raio laser que não se adapta bem para utilização em escala nanométrica. Nosso método é totalmente elétrico e usa uma pequena voltagem AC para vibrar o cantilever e sistemas eletrônicos simples para detectar quaisquer alterações na vibração causada pelos gases agentes químicos ou biológicos “, disse Rao. “Este método permite o desenvolvimento de dispositivos portáteis que responderia com beeps ou flashes ao investigarem níveis de gás e produtos químicos perigosos no local.”

As possíveis aplicações são variadas, disse ele. Além de ler simultaneamente múltiplos tipos de toxinas presentes no ambiente, estes sensores eletromecânicos têm se mostrado bons para medir alterações na umidade e temperatura.

Os resultados preliminares indicam que esse esquema totalmente elétrico de sensoriamento é tão sensível que pode diferenciar entre hidrogênio e deutério em um gás, que são isótopos muito semelhante do mesmo elemento.

Uma vez que o processo todo é elétrico, limitações do tamanho que prejudicam os métodos alternativos de detecção não são um problema aqui. O sistema pode ser reduzido para a nano-escala e a operação eletrônica pode ser contida em um único chip minúsculo. A investigação tem demonstrado que um único nanotubo de carbono pode ser usados como um cantilever vibrador.

Para saber mais sobre o sistema visite
http://people.clemson.edu/~arao/E-papers/HDR%20package.pdf

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ) – Universidade Federal do Pampa – Bagé.

Lítio – demanda crescente

carro chevy volt bateria

Corrida pela criação de novas tecnologias para agradar consumidores preocupados com o meio ambiente pode acabar trazendo alguns novos desafios para a indústria.

Um exemplo bem claro disso ocorre com a crescente indústria de baterias à base de lítio, que além do tradicional e gigantesco uso em celulares e notebooks, começa a ter importância estratégica na produção de carros híbridos e elétricos. O melhor desempenho das baterias de lítio, na armazenagem de carga e no menor peso, já fez com que, a General Motors, por exemplo planejasse usar baterias deste tipo em seus modelos Chevy Volt e Saturn Vue.

A demanda de lítio fez com que o preço do produto (uma commodity) aumetasse nos útimos anos. E já existem estrategistas preocupados com possíveis gargalos na obtenção do lítio. Por enquanto não existem problemas com a quantidade de lítio, mas sobre o controle dos locais nos quais ele se encontra em maior concentração e facilidade de extração.

A revista americana Forbes já lançou a carta, chamando o Chile de ´A Arábia Saudita do Lítio´, isto porque o serviço geológico americano alegou que o Salar de Atacama pode conter em torno de 27% das reservas de lítio do planeta, com presença ainda de importantes reservas no Salar de Uyuni na Bolívia e um salar no Tibet (China).

A troca de veículos movidos a gasolina por híbridos tem como argumentação a preservação do meio ambiente, e a pedra no sapato pode continuar com a extração de lítio destas reservas, acarretando mudanças na ecologia das reservas. Mas ainda é possível que essa troca seja, no final das contas, vantajosa.

Um das empresas que investe pesado em baterias de lítio é a A123 Systems que recentemente lançou uma nova linha de baterias com propriedades muito boas para diversas aplicações, e com demonstrações de performance ainda mais impressionantes, como o uso da tecnologia na moto eletrica mais rápida do mundo. No entanto a empresa não se manifesta sobre a questão do lítio.

moto eletrica a123

O assunto já fez com que despertasse a consciência para aposta em tecnologias que apresentam materiais abundantes, tais como níquel, zinco, magnésio, etc.

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ) – Universidade Federal do Pampa – Bagé.