Gerador portátil de hidrogênio produz energia limpa

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/01/2012

O protótipo demonstra o potencial do alano, um material que armazena o hidrogênio de forma sólida, contido em sua estrutura química. [Imagem: Savannah River National Laboratory]

 

Do hidrogênio à eletricidade

Engenheiros norte-americanos apresentaram o protótipo de um "gerador" portátil dehidrogênio.

O objetivo de Ted Motyka e seus colegas do Laboratório Nacional Rio Savana é construir um gerador de eletricidade portátil alimentado a hidrogênio.

Para isso, o gerador de hidrogênio libera o gás a partir de um material sólido de armazenamento e usa o gás para alimentar uma célula a combustível, que produz a eletricidade.

"O objetivo é fornecer energia suficiente em um sistema que seja leve o bastante para ser carregado ou ser usado em um veículo aéreo não tripulado, além de outras aplicações onde o peso é um fator importante," disse Motyka.

 

Energia do hidrogênio

Há várias aplicações que poderiam tirar proveito de geradores capazes de fornecer uma energia específica acima dos 1.000 watts/hora por quilograma (Wh/kg) - para comparação, isto é cerca de 2 a 3 vezes mais do que as atuais baterias recarregáveis de íons de lítio.

O hidrogênio pode oferecer 33.000 Wh/kg, a maior energia específica dentre todos os combustíveis.

O problema é criar um mecanismo para armazenar o hidrogênio.

Como tanques sob pressão não se prestam ao serviço, a solução tem sido buscada noarmazenamento sólido de hidrogênio - a molécula de hidrogênio é pequena demais, o que significa que a maioria dos materiais é permeável ao gás, além do que ele apenas se condensa em sua forma líquida a -252°C.

 

Hidreto de alumínio

Um dos materiais mais promissores, capazes de conter o gás em sua própria estrutura, é o alano, ou hidreto de alumínio (AlH₃).

Embora o hidreto de alumínio não atenda às especificações necessárias para armazenar hidrogênio suficiente para alimentar um carro, os pesquisadores descobriram que ele é bom o bastante para geradores portáteis.

Ao contrário dos hidretos metálicos, o hidreto de alumínio pertence à classe dos materiais que armazenam o hidrogênio quimicamente.

Isso significa que, uma vez que todo o hidrogênio tenha sido retirado dele, o material precisa ser reprocessado - algo inadequado para um tanque de combustível de um carro, mas aceitável para um "cartucho" de combustível de um gerador portátil.

Uma das vantagens do alano é a sua capacidade de retenção de hidrogênio, que é muito elevada: ele pode reter duas vezes mais moléculas de hidrogênio por volume do que o hidrogênio líquido.

 

Protótipo de laboratório

Testes em escala de protótipo demonstraram que o gerador de hidrogênio funciona bem para atender às necessidades de uma célula a combustível de 150 watts.

Um "cartucho" com 240 gramas de alano alimentou a célula de combustível a hidrogênio continuamente por três horas.

O único impedimento atual para a construção de protótipos maiores é a disponibilidade do alano, um material que ainda não é produzido comercialmente, precisando ser sintetizado em laboratório.

Fonte: Inovação Tecnológica

Sonho da inteligência artificial continua

Genevieve Bell - BBC - 12/01/2012

Os serviços parecem estar ficando melhores. Mas robôs conscientes ainda pertencem ao reino da ficção científica. [Imagem: Jared C. Benedict/MIT Media Lab]

 

Genevieve Bell é antropóloga e diretora do centro de pesquisa e interação do Intel Labs.
Este é um artigo de opinião.

 

Cérebro de siri

Em 1984, o cineasta James Cameron imaginou um mundo no qual computadores adquiriam inteligência artificial, passando a destruir sistematicamente a humanidade.

O sistema Skynet, de "O Exterminador do Futuro", iria destruir o mundo em 2011.

Sobrevivemos sem nenhum cataclisma a 2011 e o mais próximo que chegamos dos computadores com inteligência artificial foi com o Siri, da Apple.

O Siri não se promove como sendo inteligente, embora prometa ouvir e aprender e, tomara, resolva não nos destruir.

Parece que em 2012 um computador irá passar pelo Teste de Turing, o exame que detecta sistemas inteligentes, deixando-nos mais próximos da inteligência artificial plena.

Ironicamente, a maioria das pessoas não irá se importar com isso.

 

Máquinas que cuidam

Impressiona a forma como o debate em torno dos objetivos do "computador-humano" se descolou do Teste de Turing e da noção de que uma máquina pareça humana ao estimular o pensamento e a interpretação.

Por ora, queremos mais. Queremos máquinas que cuidem das pessoas e não apenas que pensem como nós. Máquinas que cuidem de nossos interesses.

Há sinais de que tais máquinas já estão no horizonte, o que é bom.

Os equipamentos digitais que nos rodeiam ainda são muito inseguros e requerem garantias constantes. Os atuais sistemas ainda dependem de muita coisa: energia, conectividade, senhas, conteúdos, etc.

Às vezes penso que se nossos equipamentos fossem pessoas, seriam de difícil manutenção. Nos perguntaríamos se não valeria a pena romper com eles.

O problema se torna mais agudo se continuarmos a adquirir mais aparelhos no ritmo atual - e nós continuaremos. Se há um limite para quantos dispositivos e serviços queremos em nossas vidas, não parece que já o tenhamos descoberto.

 

Máquinas conscientes?

Acho, no entanto, que em 2012 começaremos a ver sinais de mudança em nossa relação com esses equipamentos.

Não falo apenas de novas formas de interface e interação. Há menos sobre reconhecimento de voz e gesto e mais sobre máquinas que são contextualmente conscientes.

E há muita tecnologia séria no trabalho para fazer com que isso aconteça - câmeras que sabem como fazer você aparecer no seu melhor estado, serviços inteligentes que sabem suas preferências e fazem as melhores escolhas para lhe agradar e surpreender.

Creio que estamos vendo nossa interação com os serviços digitais amadurecendo para algo mais próximo a uma relação e menos a algo de trabalho árduo.

 

Mais do mesmo

Claro, muito disso ainda está um pouco distante. Enquanto não chega, podemos nos concentrar em outras coisas.

Nos últimos anos, vimos surgir equipamentos que nos ajudam a fazer download e consumir conteúdo. Eles são ótimos e já acharam seu espaço em nossas casas e mochilas.

E há mais por vir, já que todos gostamos de uma boa história. Mas acho que 2012 será um ano no qual nosso desejo para fazer coisas, e não apenas consumir, realmente florescerá.

Seja por meio da cultura dominante do faça você mesmo, com eventos do tipo Make Faire nos Estados Unidos (festival de projetos científicos) ou o aparecimento dosteampunk, gênero de ficção científica que reimagina a era vitoriana. Seja [pelas comunidades virtuais] ou com a criação de conteúdo gerado pelos usuários, creio que a possibilidade de se expressar nunca foi tão relevante.

Queremos ser criadores, não consumidores.

O número crescente de laptops, que são mais leves e funcionais, oferecendo a oportunidade para novas experiências e significados, ou o aparecimento de câmeras digitais menores e mais ágeis, com recursos que nos ajudam a tirar a foto que realmente queremos mostram que as tecnologias para criar, compartilhar e aprimorar parecem promissoras em 2012.

Fonte: Inovação Tecnológica

Bateria de ar-lítio: carros elétricos com autonomia de 800 km

Com informações da New Scientist - 10/01/2012

A bateria de ar-lítio está funcionando em escala de laboratório, e os cientistas prometem um protótipo em escala real para o próximo ano. [Imagem: IBM Almaden]

 

Ansiedade de motorista

Um dos maiores entraves à popularização dos veículos elétricos é a chamada "ansiedade da autonomia".

Os motoristas parecem morrer de medo de que a carga da bateria não consiga levá-los até seu destino ou trazê-los de volta para casa.

Agora, cientistas da IBM afirmam ter resolvido um problema fundamental que poderá levar à criação de uma bateria capaz de dar a um carro elétrico uma autonomia de 800 quilômetros - o dobro da autonomia da maioria dos carros a gasolina ou etanol.

As melhores bateriasdisponíveis atualmente são do tipo íons de lítio, que são boas para telefones celulares, razoavelmente boas para notebooks, mas insuficientes para veículos elétricos, que não conseguem superar os 200 km de autonomia.

 

Bateria de ar-lítio

Um novo tipo de bateria, chamada bateria de ar-lítio, é muito mais interessante porque sua densidade teórica de energia é 1.000 vezes maior do que as baterias de íons de lítio, o que a coloca praticamente em condições de igualdade com a gasolina.

Em vez de usar óxidos metálicos no eletrodo positivo, as baterias de ar-lítio usam carbono, que é mais leve e mais barato, e reage com o oxigênio do ar ambiente para produzir uma corrente elétrica.

Mas há um problema: as instabilidades químicas limitam a vida útil das baterias de ar-lítio, que suportam poucos ciclos de carga e descarga - algo impraticável para os veículos elétricos.

Agora, Winfried Wilcke e seus colegas dos laboratórios da IBM descobriram a causa dessa rápida degradação: o oxigênio do ar reage não apenas com o eletrodo de carbono, mas também com o eletrólito, a solução condutora que transporta os íons de lítio entre os eletrodos.

A bateria ar-lítio tem um potencial teórico mais de 1.000 vezes superior às baterias mais modernas. [Imagem: Winfried Wilcke/IBM]

 

Essa reação indesejada deteriora o eletrólito, danificando a bateria.

 

Eletrólito promissor

Os pesquisadores usaram então um supercomputador para modelar essas reações químicas, em busca de eletrólitos alternativos, que não fossem danificados pela reação com o oxigênio.

"Nós agora descobrimos um [novo eletrólito] que parece muito promissor," contou Wilcke.

A pesquisa ainda não foi publicada, e os pesquisadores se recusam a dar mais detalhes sobre o novo composto, embora contem que o material funcionou como previsto nos modelos computadorizados "em vários protótipos em escala de laboratório".

Segundo Wilcke, a expectativa é que um protótipo em escala real esteja pronto até 2013.

Mas ainda há um grande desafio antes que as baterias de ar-lítio possam cumprir todas as suas promessas: como lidar com a umidade do ar ambiente, já que o lítio pega fogo espontaneamente quando imerso em água.

Fonte: Inovação Tecnológica

Tablet desconhecido humilha marcas famosas

Por Lucas Karasinski, 8 de Janeiro de 2012

O Gadmei T863 traz 3D sem a necessidade de óculos e recursos impressionantes com um preço bem abaixo da concorrência.

Tablet desconhecido conta com imagens em 3D sem a necessidade de óculos especiais (Fonte da imagem:Brando)

 

Os consumidores mais afoitos não pensam duas vezes antes de botar a mão no bolso e gastar pequenas fortunas em novos tablets das companhias mais famosas, afinal de contas, um iPad 2ou um Motorola Xoom não sai por menos de R$ 1200.

Contudo, o desconhecido Gadmei T863 vem para chacoalhar esse mercado, não só devido ao seu preço – US$ 199 (cerca de R$ 380), mas também porque apresenta recursos impressionantes. O grande destaque fica por conta da sua tela touchscreen, pois ela permite a visualização de imagens em 3D sem a necessidade de óculos especiais.

Isso é possível graças ao chip para processamento de imagens em três dimensões incorporado ao seu hardware. O Gadmei T863 traz as seguintes especificações:

• 512 megabytes de RAM;
• 8 gigabytes de espaço (expansível com cartões de memória microSD de até 32 GB);
• Tela touchscreen de 8 polegadas;
• Resolução de 1280 x 768 com suporte para imagens em três dimensões;
• Processador Cortex A9 de 1 GHz;
• Conexão Wi-fi;
• Saída HDMI;
• Android 2.3 Gingerbread.

Fonte: Tecmundo

Chips de silício podem ser miniaturizados até escala atômica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/01/2012

Eletrônica em escala atômica: o nanofio, com apenas quatro átomos de largura, conduz eletricidade obedecendo às mesmas leis observadas nos fios comuns de cobre - a Lei de Ohm continua valendo em escala atômica.[Imagem: Bent Weber]

 

Lei de Ohm em escala atômica

A eletrônica à base de silício pode não ter limites tão drásticos à miniaturização quanto se imaginava.

Conforme os componentes eletrônicos ficam menores, eles passam a obedecer às leis da mecânica quântica, e não mais às leis da física clássica.

Por exemplo, um fio deveria apresentar uma resistência cada vez maior à passagem da corrente elétrica conforme seu diâmetro diminui, inviabilizando uma miniaturização contínua das conexões de cobre no interior dos chips.

Mas pesquisadores australianos demonstraram que não é isso o que acontece.

Construindo os mais finos fios já feitos em silício - apenas quatro átomos de largura e um átomo de altura - eles demonstraram que a Lei de Ohm continua válida, como se os nanofios se recusassem a aceitar as leis da mecânica quântica.

Bent Weber e seus colegas descobriram que a resistividade elétrica dos seus nanofios - uma medida da facilidade com que a corrente elétrica pode fluir por eles - não depende da espessura do fio.

O resultado é que os nanofios, fabricados "de baixo para cima", ou seja, átomo por átomo, transmitem energia quase tão bem quanto os fios normais de cobre.

 

Tecnologia atômica

Isto é surpreendente porque a maioria dos especialistas acreditava que os efeitos quânticos iriam limitar a miniaturização dos componentes eletrônicos abaixo de determinadas dimensões - 10 nanômetros é a dimensão frequentemente apontada como o limite para a tecnologia "de cima para baixo".

A equipe construiu nanofios depositando átomos de fósforo, um por um, dentro de canais escavados em uma pastilha de silício, usando a ponta de microscópio eletrônico de tunelamento.

Como os átomos de fósforo ficaram "embutidos" no silício, eles ficaram isolados de qualquer influência externa, o que permitiu a medição de suas características com altíssima precisão.

Os nanofios pacientemente fabricados têm dimensões entre 1,5 e 11 nanômetros de espessura - dimensões 20 vezes menores do que as dos fios mais finos encontrados nos processadores atuais.

Em todas as dimensões testadas, os nanofios mantiveram a capacidade de transferência de corrente do cobre, demonstrando que as propriedades do material maciço podem ser conservadas até a escala atômica.

"É extraordinário ver que essa lei básica, a Lei de Ohm, continua valendo mesmo quando construímos um fio usando os blocos básicos de construção da natureza, os átomos," disse Weber.

 

Com apenas um átomo de altura, os nanofios foram criados inserindos átomos de fósforo em ranhuras criadas em uma pastilha de silício. A simulação mostra a densidade de elétrons conforme eles fluem da esquerda para a direita. [Imagem: Purdue University/Sunhee Lee/Hoon Ryu/Gerhard Klimeck]

 

Clássico e quântico

Segundo os pesquisadores, esse comportamento clássico no reino quântico sugere que várias novas gerações de componentes eletrônicos poderão ser construídas com a tecnologia atual, uma vez que a interconexão dos componentes no interior dos chips poderá atingir a escala atômica sem perda de funcionalidade.

A fronteira entre os mundos clássico e quântico é um terreno ainda por demarcar.

Experimentos têm mostrado que não há uma regra geral para quando o comportamento clássico cessa e dá lugar ao comportamento quântico.

Por exemplo, a Lei de Planck apresenta uma mudança radical em nanoescalaenquanto o chamado ruído eletrônico apresentou uma estabilidade contrária à teoria.

Neste novo caso, da preservação da Lei de Ohm em escala quântica, os cientistas acreditam que os átomos de fósforo dão ao nanofio uma densidade de elétrons tão grande (10²¹ elétrons por centímetro cúbico) que sua influência mútua destrói qualquer coerência quântica, levando ao comportamento clássico.

O experimento foi realizado a temperaturas criogênicas (4.2 Kelvin), quando se espera que as regras do mundo quântico dominem inteiramente, o que reforça a expectativa de que os resultados valham para a temperatura ambiente.

 

Tiro pela culatra

Ironicamente, os cientistas não estavam interessados em componentes eletrônicos clássicos: eles estão estudando mecanismos para criar computadores quânticos.

Pelo menos neste caso, eles obtiveram um resultado que representa uma ótima notícia para os computadores eletrônicos, mas uma notícia bem ruim para os computadores quânticos, cujo funcionamento depende das leis da mecânica quântica.

Bibliografia:
Ohm's Law Survives to the Atomic Scale
B. Weber, S. Mahapatra, H. Ryu, S. Lee, A. Fuhrer, T. C. G. Reusch, D. L. Thompson, W. C. T. Lee, G. Klimeck, L. C. L. Hollenberg, M. Y. Simmons
Science
6 January 2012
Vol.: 335 pp. 64-67
DOI: 10.1126/science.1214319

Fonte: Inovação Tecnológica