Bateria em spray pode ser pintada em qualquer superfície

Redação do Site Inovação Tecnológica - 29/06/2012

A ideia é pintar as baterias onde elas são necessárias, e recarregá-las com energia solar. [Imagem: Jeff Fitlow/Rice University]

Bateria de pintar

Pesquisadores da Universidade Rice, nos Estados Unidos, criaram uma bateria de íons de lítio que pode ser pintada em virtualmente qualquer tipo de superfície.

Já existem vários protótipos debaterias de imprimir, algumas à base de líquidos iônicos e celulose, outras usam reações de oxidação-redução, enquanto as mais recentes usamnanotubos de carbono e papel.

A própria equipe do professor Pulickel Ajayan, que coordenou este novo avanço, já havia inovado criandonanobaterias 3D e utilizando nanofios para construir aquela que se tornou a menor bateria de lítio do mundo.

Agora eles desenvolveram soluções com os diversos componentes de uma bateria de íons de lítio, permitindo sua aplicação por aspersão, literalmente pintando a bateria, camada por camada.

A grande vantagem é que a bateria pode ser aplicada sobre qualquer superfície, no interior de qualquer invólucro que ela deve alimentar, não dependendo de um formato específico.

Chopp energizado

Coube a Neelam Singh passar horas formulando, misturando e testando tintas para cada uma das cinco camadas que compõem a bateria: dois coletores de corrente, um catodo, um anodo e um separador polimérico.

Depois de encontrar as melhores composições, ela pintou baterias sobre azulejos de banheiro, plásticos flexíveis, vidro, aço inoxidável e até em um caneco de chopp.

Produzindo uma saída de 2,4 volts, as diversas baterias apresentaram um rendimento muito parecido, variando no máximo 10% entre os diversos substratos sobre os quais foram aplicadas.

Receita de bateria

A composição das tintas para cada camada lembra um livro de receitas culinárias.

A primeira, o coletor de corrente positiva, é uma mistura de nanotubos de carbono de parede simples com partículas de negro de fumo, tudo disperso em N-metilpirrolidona.

A segunda, o catodo, contém óxido de lítio-cobalto, nanotubos de carbono e pó de grafite ultrafino (UFG) em uma solução ligante.

A terceira camada, a tinta separadora, foi feita com polímero de resina Kynar Flex, PMMA e dióxido de silício disperso em um solvente.

A quarta, o anodo, é uma mistura de óxido de titânio e lítio e pó de grafite ultrafino em um ligante.

A camada final, o coletor de corrente negativa, é uma tinta condutora de cobre, disponível comercialmente, diluída com etanol.

Cada uma das camadas é aplicada por spray, permitindo ainda a impressão de várias pilhas, umas sobre as outras. [Imagem: Singh et al./Nature]

Bateria e energia solar

"O mais difícil foi obter uma estabilidade mecânica, e a camada separadora desempenhou um papel crucial," conta Singh, que aproveitou sua experiência com apintura de supercapacitores.

Ela fez os testes usando células solares para carregar e recarregar as baterias.

Uma bateria completa, composta por 9 células paralelas, depois de totalmente carregada, alimentou 40 LEDs por mais de 6 horas, com uma corrente de cerca de 40 mA.

Como as baterias impressas são pequenas e de baixa potência, a pesquisadora antevê a combinação célula solar/bateria de pintar como promissora para a colheita de energia, em dispositivos que devem funcionar autonomamente por longos períodos.

Bibliografia:

Paintable Battery
Neelam Singh, Charudatta Galande, Andrea Miranda, Akshay Mathkar, Wei Gao, Arava Leela Mohana Reddy, Alexandru Vlad, Pulickel M. Ajayan
Nature Scientific Reports
Vol.: 2, Article number: 481
DOI: 10.1038/srep00481

Acidente nuclear é 200 vezes mais frequente que estimado

Com informções do MPG - 27/06/2012

Risco global de contaminação nuclear. O mapa mostra a probabilidade anual em percentual de contaminação radioativa por mais do que 40 kilobecquerel por metro quadrado.[Imagem: Daniel Kunkel/MPI]

200 vezes pior

Acidentes nucleares catastróficos, como a fusão do núcleo dos reatores em Chernobyl e Fukushima, é mais provável de acontecer do que inicialmente se supunha.

Levando em conta todas as horas de funcionamento, de todos os reatores nucleares civis do mundo, e contrapondo o resultado ao número de vazamentos nucleares que ocorreram até hoje, cientistas do Instituto Max Planck, na Alemanha, calculam que esses eventos podem ocorrer uma vez a cada 10 a 20 anos.

Ou seja, cerca de 200 vezes mais frequente do que o estimado até agora.

O prazo será menor quando aumentar o número de reatores nucleares em operação no mundo, conforme os projetos em andamento.

Contaminação a 1.000 km

Os pesquisadores também determinaram que, no caso desses acidentes graves, metade do césio-137 radioativo se espalha por uma área de mais de 1.000 quilômetros de distância do reator nuclear.

Cerca de 25% das partículas radioativas são transportadas a mais de 2.500 quilômetros de distância.

Os resultados mostram, por exemplo, que a Europa Ocidental está passível de ser contaminada cerca de uma vez a cada 50 anos por mais de 40 kilobecquerel de césio-137 por metro quadrado.

Segundo a Agência Internacional de Energia Atômica, uma área é definida como estando contaminada com radiação quando a concentração alcança esse patamar.

A situação é muito mais grave na Ásia, devido à elevada densidade populacional.

Reavaliação dos riscos nucleares

Em vista de suas descobertas, os pesquisadores pedem à própria comunidade científica que faça uma análise aprofundada dos seus dados, reavaliando os riscos associados com as usinas nucleares.

O acidente nuclear em Fukushima intensificou a discussão sobre energia nuclear em todo o mundo.

Desde então, o Japão desligou todos os seus reatores nucleares, e a Alemanha anunciou o fim do seu programa de energia nuclear.

• Fukushima abalou confiança na energia nuclear

Risco real de acidentes nucleares

Para determinar a probabilidade de um colapso nuclear, os pesquisadores aplicaram um cálculo simples.

Eles dividiram o número de horas de funcionamento de todos os reatores nucleares civis em todo o mundo, do início do seu funcionamento até o presente, pelo número de colapsos de reatores que ocorreram na prática.

Ou seja, em vez de estimativas teóricas e cálculos de probabilidades estatísticas, eles usaram os dados históricos reais.

O número total de horas de funcionamento alcança 14.500 anos, enquanto o número de fusões de reatores foi de um a quatro em Chernobyl e três em Fukushima - não há dados sobre Chernobyl suficientes para precisar se apenas um dos reatores explodiu.

Atualmente, existem 440 reatores nucleares em operação no mundo, com planos para construção de outros 60.

Isso se traduz em um acidente grave, definido de acordo com a Escala Internacional de Ocorrências Nucleares (INES), a cada 3.625 "anos operacionais" dos reatores.

Mesmo se o resultado for conservadoramente arredondado para um acidente grave a cada 5.000 anos/reatores, o risco é 200 vezes maior do que a estimativa para fusões catastróficas não confinadas, formulada pela Comissão Reguladora Nuclear dos EUA em 1990.

Os pesquisadores não consideraram em seus cálculos as idades e tipos de reatores, e nem se eles estão localizados em regiões de maior risco, por exemplo, por terremotos.

Afinal, dizem eles, é virtualmente impossível prever tais riscos, uma vez que ninguém havia previsto a catástrofe dos reatores no Japão.

Bibliografia:

Global risk of radioactive fallout after major nuclear reactor accidents
J. Lelieveld, D. Kunkel, M. G. Lawrence
Atmospheric Chemistry and Physics
Vol.: 12, 4245-4258
DOI: 10.5194/acp-12-4245-2012

Com informções do MPG - 27/06/2012








Risco global de contaminação nuclear. O mapa mostra a probabilidade anual em percentual de contaminação radioativa por mais do que 40 kilobecquerel por metro quadrado.[Imagem: Daniel Kunkel/MPI]

200 vezes pior



Acidentes nucleares catastróficos, como a fusão do núcleo dos reatores em Chernobyl e Fukushima, é mais provável de acontecer do que inicialmente se supunha.



Levando em conta todas as horas de funcionamento, de todos os reatores nucleares civis do mundo, e contrapondo o resultado ao número de vazamentos nucleares que ocorreram até hoje, cientistas do Instituto Max Planck, na Alemanha, calculam que esses eventos podem ocorrer uma vez a cada 10 a 20 anos.



Ou seja, cerca de 200 vezes mais frequente do que o estimado até agora.



O prazo será menor quando aumentar o número de reatores nucleares em operação no mundo, conforme os projetos em andamento.



Contaminação a 1.000 km



Os pesquisadores também determinaram que, no caso desses acidentes graves, metade do césio-137 radioativo se espalha por uma área de mais de 1.000 quilômetros de distância do reator nuclear.



Cerca de 25% das partículas radioativas são transportadas a mais de 2.500 quilômetros de distância.



Os resultados mostram, por exemplo, que a Europa Ocidental está passível de ser contaminada cerca de uma vez a cada 50 anos por mais de 40 kilobecquerel de césio-137 por metro quadrado.



Segundo a Agência Internacional de Energia Atômica, uma área é definida como estando contaminada com radiação quando a concentração alcança esse patamar.



A situação é muito mais grave na Ásia, devido à elevada densidade populacional.



Reavaliação dos riscos nucleares



Em vista de suas descobertas, os pesquisadores pedem à própria comunidade científica que faça uma análise aprofundada dos seus dados, reavaliando os riscos associados com as usinas nucleares.



O acidente nuclear em Fukushima intensificou a discussão sobre energia nuclear em todo o mundo.



Desde então, o Japão desligou todos os seus reatores nucleares, e a Alemanha anunciou o fim do seu programa de energia nuclear.





Fukushima abalou confiança na energia nuclear



Risco real de acidentes nucleares



Para determinar a probabilidade de um colapso nuclear, os pesquisadores aplicaram um cálculo simples.



Eles dividiram o número de horas de funcionamento de todos os reatores nucleares civis em todo o mundo, do início do seu funcionamento até o presente, pelo número de colapsos de reatores que ocorreram na prática.



Ou seja, em vez de estimativas teóricas e cálculos de probabilidades estatísticas, eles usaram os dados históricos reais.



O número total de horas de funcionamento alcança 14.500 anos, enquanto o número de fusões de reatores foi de um a quatro em Chernobyl e três em Fukushima - não há dados sobre Chernobyl suficientes para precisar se apenas um dos reatores explodiu.



Atualmente, existem 440 reatores nucleares em operação no mundo, com planos para construção de outros 60.



Isso se traduz em um acidente grave, definido de acordo com a Escala Internacional de Ocorrências Nucleares (INES), a cada 3.625 "anos operacionais" dos reatores.



Mesmo se o resultado for conservadoramente arredondado para um acidente grave a cada 5.000 anos/reatores, o risco é 200 vezes maior do que a estimativa para fusões catastróficas não confinadas, formulada pela Comissão Reguladora Nuclear dos EUA em 1990.



Os pesquisadores não consideraram em seus cálculos as idades e tipos de reatores, e nem se eles estão localizados em regiões de maior risco, por exemplo, por terremotos.



Afinal, dizem eles, é virtualmente impossível prever tais riscos, uma vez que ninguém havia previsto a catástrofe dos reatores no Japão.



Bibliografia:



Global risk of radioactive fallout after major nuclear reactor accidents

J. Lelieveld, D. Kunkel, M. G. Lawrence

Atmospheric Chemistry and Physics

Vol.: 12, 4245-4258

DOI: 10.5194/acp-12-4245-2012

Indústria automobilística contra-ataca com motores pequenos

Com informações da BBC - 25/06/2012

O 1.0 de três cilindros da Ford tem a mesma potência que o 1.6 que ele substitui. [Imagem: Ford]

A indústria automotiva parece decidida a colocar no mercado as mais significativas inovações em termos de motorização desde o advento da injeção eletrônica.

Preocupadas com o peso dos quesitos ambientais adicionados às avaliações dos seus carros, feitas por sites e revistas especializadas, as grandes empresas esperam parar de perder pontos, e clientes, pela fama de carros beberrões e politicamente incorretos.

Motor de três cilindros

O novo Focus, da Ford, por exemplo, é equipado com um motor menor, mais econômico e que, no entanto, tem a mesma potência que o motor que ele substitui.

Com três cilindros minúsculos, é uma mudança histórica em relação aos motores de quatro cilindros, mas com ganhos em termos de economia de gasolina e menor emissão de dióxido de carbono (CO2).

É um motor 1.0 substituindo um motor 1.6.

Ainda assim, ele tem a mesma potência do motor anterior, que ele substitui, mesmo sendo 30% mais leve.

"E nós conseguimos obter uma melhora de 15 a 20% na economia de combustível," garante Tim Winstanley, da Ford.

O revolucionário TwinAir 500, da Fiat, promete fazer 30 km/l de combustível. [Imagem: Fiat]

Evolucionário e revolucionário

Mas, se o pequeno motor da Ford dá à empresa um pouco de vantagem sobre seus rivais no momento, a montadora não é a primeira a seguir este caminho.

"Nós observamos o downsizing dos motores em toda a indústria", disse Kaushik Madhavan, diretor de pesquisa da consultoria Frost & Sullivan, "embora as montadoras estejam tomando rotas diferentes para chegar lá."

A Fiat, por exemplo, usa um motor turbo de dois cilindros em seu TwinAir 500, fiel ao Cinquecento original, de 1957.

O motor tem alta eficiência em termos de consumo de combustível graças a uma gestão cuidadosa da quantidade de ar que entra no motor, o que ajuda a melhorar a combustão.

Tudo é feito com a utilização de controles eletro-hidráulicos das válvulas de entrada, no lugar do tradicional comando de válvulas por eixo.

"O motor da Ford é evolucionário," opina Madhavan. "Mas o da Fiat é revolucionário."

O design retrô da Fiat promete fazer 30 km/l de combustível, com uma emissão de CO2 de apenas 95 g/km.

O 1.4 TSI da VW oferece melhor potência e melhor característica de torque do que um motor de 2.3 litros aspirado. [Imagem: Volkswagen]

Único e bem-sucedido

O grupo Volkswagen também é ativo nesse campo, tendo introduzido um minimotor a gasolina com injeção direta em 2005.

O motor a gasolina 1.4 TSI oferece melhor potência e melhor característica de torque do que um motor de 2.3 litros aspirado, também oferecendo economia de combustível e redução nas emissões, segundo a empresa.

"A abordagem da Volkswagen é muito original e muito bem-sucedida. Poucas montadoras até agora mostraram motores que são turbo e supercharger," disse Madhavan.

Enxugamento agressivo

Desenvolvimentos similares estão ocorrendo em toda a indústria automobilística, o que inclui fabricantes como a maior empresa de carros de luxo do mundo, a BMW, que está se preparando para introduzir os frugais motores de três cilindros em seus carros.

"Consequentemente, os motores a gasolina vão passar por enxugamentos muito mais agressivos do que os motores a diesel," diz Madhavan.

Na Europa é permitido o uso de motores a diesel em automóveis, e esses vinham roubando lugar dos motores a gasolina há vários anos, graças a novas tecnologias que permitem que elas poluam menos do que seus equivalentes a gasolina.

Mas isso parece destinado a mudar.

A empresa de consultoria de Madhavan prevê que, até 2018:

• mais da metade dos carros movidos a gasolina vendidos na Europa terão motores menores que 1.2 litro, em comparação com um quarto em 2010;
• carros com motores a gasolina pequenos, menores do que 1 litro, vão alcançar parcelas de mercado de 5% a 16%;
• apenas 5% dos veículos a gasolina terão motores de 2 litros, contra 10% em 2010.

Fonte: Inovação Tecnológica