Una bateria de paper alimentada per bacteris

En àrees remotes del món o en regions amb recursos limitats, els articles quotidians, com podrien ser els punts de venda elèctrics i les bateries, són de luxe. Els treballadors sanitaris d'aquestes àrees sovint no disposen d'electricitat per alimentar els dispositius de diagnòstic, i les bateries comercials poden no estar disponibles o ser massa costoses. Es necessiten noves fonts d'energia de baix cost i portàtils. Avui, els investigadors informen d'un nou tipus de bateria de paper i alimentat per bacteris, que podria superar aquests desafiaments.

Els investigadors van presentar els seus resultats a la 256a Reunió i Exposició Nacional de la American Chemical Society (ACS). El paper té avantatges únics com a material per als biosensors. És de baix cost, d'un sol ús, flexible i té una superfície elevada, però els sensors sofisticats requereixen una font d'alimentació. Les bateries comercials són massa dèbils i costoses i no es poden integrar en substrats de paper.

Els investigadors han desenvolupat prèviament biosensors d'un sol ús en paper per obtenir diagnòstics barats i convenients de malalties i condicions de salut, així com per detectar contaminants en el medi ambient. Molts d'aquests dispositius es basen en canvis de color per informar un resultat, però sovint no són gaire sensibles. Per augmentar la sensibilitat, els biosensors necessiten una font d'alimentació. Per això calia desenvolupar una bateria de paper econòmica alimentada per bacteris que podria incorporar-se fàcilment en aquests dispositius d'un sol ús.

Per això Seokheun Choi i els seus col·legues de la Universitat Estatal de Nova York, Binghamton, van fabricar una bateria de paper imprimint capes primes de metalls i altres materials sobre una superfície de paper. A continuació, van col·locar els"exoelectrògens" liofilitzats al paper. Els exoelectrògens són un tipus especial de bacteris que poden transferir electrons fora de les seves cèl·lules. Els electrons, que es generen quan els bacteris fan energia per si mateixos, passen per la membrana cel·lular. Posen contacte amb els elèctrodes externs i alimenten la bateria. Per activar la bateria, els investigadors van afegir aigua o saliva. En un parell de minuts, el líquid va reactivar els bacteris, que van produir electrons suficients per alimentar un díode emissor de llum i una calculadora.

Els investigadors també van investigar com l'oxigen afecta el rendiment del seu dispositiu. L'oxigen, que passa fàcilment a través del paper, podria absorbir els electrons produïts pels bacteris abans que arribin a l'elèctrode. L'equip va trobar que, tot i que l'oxigen reduïa lleugerament la generació d'energia, l'efecte era mínim. Això es deu a que les cèl·lules bacterianes es van unir fermament a les fibres de paper, que ràpidament van portar els electrons a l'ànode abans que l'oxigen pogués intervenir.

La bateria de paper, que es pot utilitzar una vegada i després tirar-la, actualment té una vida de quatre mesos. S’està treballant en condicions per millorar la supervivència i el rendiment dels bacteris liofilitzats, permetent una vida útil més llarga. El rendiment de l'energia també ha de millorar-se al voltant de 1.000 vegades per a la majoria de les aplicacions pràctiques. Això es podria aconseguir apilant i connectant diverses piles de paper.  S’ha sol·licitat una patent per a la bateria i s’estan buscant socis de la indústria per a la seva comercialització.

Font: American Chemical Society

La nova bateria d'ABB per autoconsum a la llar

La nova solució d'emmagatzematge i inversor REACT 2 d' ABB inclou una bateria de ions de liti d'alta tensió amb una llarga vida útil i una capacitat d'emmagatzematge de fins a 12 kWh. La solució modular pot créixer amb les necessitats de qualsevol llar de 4 kWh a 12 kWh i reduir significativament les càrregues d'electricitat gràcies a 01:00 autosuficiència energètica assolible de fins al 90%.
La inclusió d'una bateria d'alt voltatge (200 V) brinda més fiabilitat i fins a un 10 per cent més d'eficiència del sistema en comparació amb les alternatives de menor voltatge (48 V).
Tarak Mehta, president de la divisió de productes d'electrificació d'ABB, assegura que "sabem que els prosumidors volen aprofitar l'energia i emmagatzemar-la fins que la necessitin. El creixement en l'autoconsum és una de les tendències més interessants en energies renovables, impulsant una major demanda d'emmagatzematge integrat i eficient de la bateria. Hem respost a això amb la nostra nova solució d'alt voltatge, que no només ofereix estalvis d'energia de fins a 90 per cent sinó que es flexiona i creix a mesura que canvien les demandes dels consumidors".
Un dels avantatges de REACT 2 és el seu disseny modular, que pot expandir-fàcilment de 4 a 8 i de 8 a 12 kWh de capacitat d'emmagatzematge per fer front a les necessitats canviants de qualsevol llar, adaptant-se a mesura que creix i lliurant el doble de la capacitat màxima d'emmagatzematge del primer model REACT.
"És aquest avanç incorporat en el disseny de REACT 2 el que el fa ideal per a l'emmagatzematge d'energia solar eficient en energia. A més, la possibilitat d'instal·lar REACT 2 en els costats de CA i CC ofereix la solució perfecta per als sistemes nous o l'adaptació dels sistemes fotovoltaics existents", ha afegit Mehta.

REACT 2 ofereix flexibilitat d'instal·lació completa, gràcies a les diferents configuracions disponibles. És ràpid i fàcil d'instal·lar amb una simple connexió plug and play i una aplicació per a instal·ladors.

A mesura que la demanda de solucions energètiques més intel·ligents continua creixent, REACT 2 aprofita la cartera de solucions digitals líder en la indústria, ABB Ability, per proporcionar als propietaris de cases un control complet sobre l'ús d'energia solar.

Basat en la combinació de REACT 2 i ABB-free @ home, els propietaris poden aprofitar al màxim l'electricitat generada pel seu sistema fotovoltaic, evitant els pics de consum en distribuir la càrrega d'electricitat i mantenir l'ús dins de la capacitat de l'energia aprofitada.

REACT 2 transfereix la informació sobre energia solar, consum domèstic i estat de la bateria a través d'una xarxa sense fils a punt d'accés al sistema ABB-free @ home, que després pot controlar altres dispositius, inclosos calefacció, il·luminació i música. Fins i tot es pot utilitzar per alimentar solucions de càrrega de vehicles elèctrics, com la nova caixa ABB AC, i activar noves funcionalitats intel·ligents basades en informació energètica.
Per àrees amb fonts d'alimentació no fiables, REACT 2 també ofereix una funció de suport per garantir l'energia en cas d'apagada.

Font: El Periódico de la Energía

Construir una bateria Tesla és tan contaminant com el cotxe de benzina?

Hi ha una idea cada vegada més estesa, sobretot pels que li tenen certa malvolença als cotxes elèctrics, que la producció de la bateria de Tesla genera emissions de carboni equivalents a la conducció d'un vehicle de combustió interna durant vuit anys. Però, això és cert?

La bateria Tesla

Segons uns estudi suec <http://www.breitbart.com/big-government/2017/06/21/delingpole-tesla-car-batteries-co2-not-remotely-green-study-finds/>, es postula que la producció d'una bateria de 100 kWh (la més gran de Tesla) produeix 17,5 tones de diòxid de carboni. La pregunta seria llavors quant s’hauria de conduir un vehicle de combustió interna per emetre aquesta quantitat de diòxid de carboni.

Segons l'estudi, són 8,2 anys. No obstant això, per arribar a aquesta xifra s'han obviat alguns paràmetres. El primer, que la gasolina apareix màgicament en el tanc del vehicle, ja que només es té en compte l'impacte que produeix que es faci servir en el vehicle. El segon, que el cotxe no ha de conduir-se durant massa quilòmetres per any.

Se suposa  que el cotxe de gasolina és un model similar a un Tesla Model S P100D, que utilitzaria la bateria en qüestió. Suposant que s’està parlant de l'Audi A8 4.0. Segons l'EPA, aquest cotxe emet 6.2 tones mètriques de CO2 per any, a 15.000 milles de conducció anual (gairebé 25.000 quilòmetres).

Però la gasolina no apareix màgicament en el tanc de combustible. A aquesta xifra cal sumar-hi 1,1 tones addicionals de carboni ascendent de resultes d'aconseguir el combustible.

De moment, s’obté: 17,5 (producció de bateria) enfront de 7,3 (emissions anuals totals de A8): la petjada de carboni de la bateria equival a menys de tres anys d'emissions del motor.

Finalment, com s’explica a Popular Mechanics, hi ha el fet que es pot alimentar el  Tesla amb un sostre solar, i reposar les bateries anteriors del cotxe per a l'emmagatzematge d'energia casolana.

En altres paraules, si no es cenyeix a l'impacte mediambiental, un cotxe elèctric resulta molt més interessant. I fins i tot es podria afirmar que el millor que li pot passar al medi ambient és que la gasolina no deixi de pujar de preu.

Font: CienciaHoy

La bateria de segon ús B2U

Els plug-in dels vehicles elèctrics (PEVS) tenen el potencial de reduir dràsticament el consum de combustibles fòssils i així reduir les emissions de gasos d'efecte hivernacle, però el preu relativament alt d'aquests vehicles -degut en gran part al cost de les bateries- ha presentat un obstacle important per a la penetració en el mercat.

Els investigadors de la National Renewable Energy Laboratory del Departament d'Energia (NREL) estan jugant un paper crucial en la identificació del segon ús (B2U) de les bateries capaces de compensar les despeses del vehicle, alhora que milloren l'estabilitat de xarxa de subministrament elèctric.
Les bateries de ions de liti (Li-ió) és la tecnologia escollida d'emmagatzematge d'energia per PEVS. Solen ser els components més cars dels vehicles, i la seva eliminació planteja reptes ambientals. Per tant, les opcions de segon ús, suporten una àmplia gamma d'estratègies energètiques sostenibles, ja que augmenten el potencial per l'adopció del vehicle elèctric (VE)  amb una reducció dels costos en el servei d'automòbil al final de la seva vida, a més d'ajudar a donar suport a les Operadores de Sistemes de Ditribució (DSO) enfront la demanda d'electricitat, oferint més flexibilitat a la xarxa.

NREL confirma que després de ser utilitzada per alimentar un cotxe, una bateria d'ió-liti conserva aproximadament el 70% de la seva capacitat inicial. Això fa de la seva reutilització, una opció d'emmagatzematge d'energia molt valuosa per a les empreses elèctriques, abans que es recicli la bateria.
El Departament d'Energia, va proposar identificar els beneficis i la viabilitat de les estratègies del B2U, així com els possibles obstacles. No només es va confirmar que la reutilització de les bateries d'aquesta manera és factible, sinó que també tenen el potencial d'oferir grans beneficis als fabricants d'automòbils i els DSO així com, als propietaris d'automòbils.
La majoria de bateries estaran disponibles per a ús al final de la vida del VE, que s'espera que sigui d'aproximadament 15 anys. Estudis NREL demostren que aquestes bateries poden retenir fins a un 70% de la seva capacitat inicial i potencialment seguir funcionant uns altres 10 anys en segon ús com a emmagatzematge d'energia. Això es tradueix en una vida útil total de fins a 25 anys. L'estimació de 25 anys es basa: En una simulació de 15 anys de servei automotriu, després uns altres 10 anys de segon ús diari amb una profunditat de 50% del cicle de treball de descàrrega, utilitzant el model de vida de la degradació de la bateria de NREL.

Tot i que el subministrament de bateries de segon ús té el potencial d'aclaparar a molts mercats d'alt valor per a l'emmagatzematge d'energia, la reutilització de la bateria pels serveis públics exigiria un subministrament a gran escala capaç d'absorbir una part significativa d'aquests components i desviant del reciclatge prematur o de les deixalles.
Així com les bateries del VE són cares, la infraestructura de les DSO té capacitat finita per satisfer les necessitats d'electricitat cada vegada més grans, i la majoria d'aquests sistemes estan alimentats per generadors de carbó i gas natural. Els sistemes d'emmagatzematge d'energia a força de bateries automotrius reutilitzades poden augmentar la disponibilitat de pic energia elèctrica, i carregar-se durant els períodes de baixa demanda. S'espera que aquestes capacitats puguin ser encara més valuoses en el futur com a facilitadores de generació d'energia solar i eòlica.

Què significa això per als fabricants d'automòbils, operadors d'utilitats i propietaris d'automòbils?
S'estima que una massa crítica de bateries usades de VE estarà disponible a partir del 2030. Això dóna als fabricants d'automòbils i als distribuïdors elèctrics 15 anys per desenvolupar noves estratègies per garantir la fiabilitat, la compatibilitat, el cost i l'acceptació del mercat.
Els resultats de l'equip NREL indiquen que els marges econòmics fan viable el B2U. Demanant a més la recollida de dades a través de diagnòstics a bord i una avaluació precisa de la degradació de la bateria en les aplicacions originals i secundàries. La instal·lació de la tecnologia de diagnòstic a bord pels fabricants d'automòbils i bateries permetria estudiar els problemes i la degradació en general de la bateria amb precisió per identificar el valor i la viabilitat dels diferents serveis de segon ús.



Font: ECN

10 motors elèctrics per fer funcionar un prototip d'avió

Un equip del Centre d'investigació Langley de la NASA està desenvolupant un concepte d'avió alimentat per bateries que compta amb 10 motors i pot enlairar-se com un helicòpter i volar de manera eficient com un avió. El prototip, anomenat Greased Lightning o GL-10, es troba actualment en la fase de disseny i proves. La idea inicial era desenvolupar-lo amb una envergadura de 20 peus (6,1 metres) de manera que aquesta aeronau fos impulsada per un motor híbrid dièsel-elèctric, però l'equip, va començar amb versions més petites per fer les proves, per què així pot construir un prototip ràpid.

Fa poc dies que els enginyers van agafar un prototip a escala del GL-10 i el van posar a prova en una base militar durant prop de dues hores. L'avió dirigit per control remot té una envergadura de 10 peus (3,05 metres), vuit motors elèctrics a les ales, dos motors elèctrics a la cua i pesa un màxim de 62 lliures (28.1 quilograms) en l'enlairament. Aquesta fotografia captura el prototip GL-10 enlairant-se en vol estacionari, com un helicòpter.

Es construiran 12 prototips, començant amb un de senzill de cinc lliures (2.3 quilograms) fet amb escuma i fibra de vidre per aficionats. Després es passarà a 25 lliures (11,3 quilograms), com a pas previ per fer els de 55 lliures (24,9 quilograms), que seran d'alta qualitat i fibra de carboni.

Cada prototip ajuda a respondre preguntes tècniques, mantenint els costos baixos. Per exemple, es varen perdre alguns dels primers prototips com a resultat d'aterratges durs però va servir per aprendre com configurar el sistema de control de vol.

Un altre avantatge per al GL-10, a més de la seva versàtil vertical d'enlairament i aterratge, és el poc nivell de soroll que genera.

El següent pas en el programa de proves GL-10 és mirar de confirmar la seva eficàcia aerodinàmica. De fet, els enginyers d'Armstrong posaran en relleu els èxits del projecte i els propers treballs en un estand a Atlanta. L'objectiu del projecte és proporcionar resultats de la investigació per reduir els obstacles tècnics associats a la integració dels vehicles aeris no tripulats en el cel.

Font: NASA.org

AeroDRUMS

El que és veu en el vídeo, no té cap truc. Es tracta d'una bateria invisible. Aerodrums utilitza tecnologia de control de moviment en temps real per transformar amb precisió els gestos de la bateria en sons. Però a diferència del model tradicional, aquesta bateria és prou petita per ser transportada en una bossa. I, si es posa els auriculars, fins i tot pot passar per desapercebut.

Una llum brillant il·lumina uns reflectors sobre les baquetes i els peus i una càmera d'alta velocitat en capta els moviments.

Bateria des dels 9 anys, Richard Lee, el co-inventor d'Aerodrums assegura que els complexos algoritmes fan que sigui una experiència molt realista. L'invent és molt sensible a la velocitat. Així que si es colpeja suaument s'aconsegueixen sons suaus. Si es colpeja amb força, els sons són forts. Hi ha hagut molta investigació per obtenir la latència més baixa possible perquè en això es basa l'efecte de l'aerodrumming. Si hi ha algun tipus de latència, es percep que els sons de la bateria no són bons.

Els seus creadors donaven voltes a la idea de fabricar guants per tocar la bateria amb les mans, fins i tot combinant-los amb cascos de realitat virtual. Però el soci de Lee, Yann Morvan, pensava que la prioritat era crear una alternativa viable per a bateries, no una joguina tecnològica. No es va voler que l'Aerodrums fos una moda passatgera evitant esser el gadget típic de l'any per passar a l'oblit. De fet l'objectiu era que fos per fer música ben feta utilitzant l'aire com a medi sonor.

Potser es tardarà temps canviarà la tècnica tradicional dels bateries però, per a aquells que tenen interès i poc espai a casa sense molestar als veïns, Aerodrums els pot ajudar a donar un pas cap endavant.