Tecnologia

Sviluppato un anodo per batterie di prossima generazione

Sviluppato un anodo per batterie di prossima generazione

I ricercatori di Carnegie Mellon hanno sviluppato un anodo di metallo semi-liquido per batterie di prossima generazione. Il nuovo anodo potrebbe contribuire a creare una batteria al litio in metallo ad alta energia più sicura.

I ricercatori del Mellon College of Science e del College of Engineering della Carnegie Mellon University hanno sviluppato un anodo semiliquido basato su metallo che rappresenta un nuovo paradigma nella progettazione delle batterie. Le batterie al litio prodotte con questo nuovo tipo di elettrodo potrebbero avere una capacità maggiore ed essere molto più sicure rispetto alle batterie a base di litio concepite sul metallo che utilizzano come anodo la lamina di litio.

Il team di ricerca interdisciplinare ha pubblicato le sue scoperte nell'attuale numero di Joule. (1)

Le batterie a base di litio sono uno dei tipi più comuni di batterie ricaricabili utilizzate nell'elettronica moderna a causa della loro capacità di immagazzinare grandi quantità di energia. Tradizionalmente, queste batterie sono fatte di elettroliti liquidi combustibili e due elettrodi, un anodo e un catodo, che sono separati da una membrana. Dopo che una batteria è stata caricata e scaricata ripetutamente, fili di litio chiamati dendriti possono crescere sulla superficie dell'elettrodo. I dendriti possono penetrare attraverso la membrana che separa i due elettrodi. Ciò consente il contatto tra l'anodo e il catodo che può causare il cortocircuito della batteria e, nel peggiore dei casi, prendere fuoco.

Il dottor Krzysztof Matyjaszewski, (2) J.C. Warner University Professor of Natural Sciences nel Dipartimento di Chimica di Carnegie Mellon, spiega: "incorporare un anodo di litio metallico nelle batterie agli ioni di litio ha il potenziale teorico di creare una batteria con una capacità molto maggiore di una batteria con un anodo di grafite, ma la cosa più importante che dobbiamo fare è assicurarci che la batteria che creiamo sia sicura."

L'apprendimento automatico predice la morte o l'infarto

L'apprendimento automatico predice la morte o l'infarto

L'apprendimento automatico sta superando gli umani nel predire la morte o l'infarto. Questo è quello che suggerisce uno studio presentato recentemente all'ICNC 2019.

Analizzando ripetutamente 85 variabili in 950 pazienti con aspettative di vita di sei anni, un algoritmo ha “imparato” come interagiscono i dati dei loro volti. Ha quindi identificato i modelli che correlavano le variabili alla morte e all'attacco cardiaco con una precisione superiore al 90%.

L'apprendimento automatico, il moderno fondamento dell'intelligenza artificiale (AI), viene utilizzato ogni giorno. Il motore di ricerca di Google, il riconoscimento facciale su smartphone, le auto a guida autonoma, i sistemi di raccomandazione di Netflix e Spotify utilizzano tutti algoritmi di apprendimento automatico per adattarsi al singolo utente.

I medici si basano sui punteggi inerenti alle probabilità di rischio per prendere decisioni terapeutiche. Tuttavia, questi punteggi derivano da una serie di variabili e spesso hanno una precisione modesta nei singoli pazienti. Tuttavia, mediante la reiterazione e l'aggiustamento di alcuni processi di calcolo, l'apprendimento automatico può sfruttare grandi quantità di dati e identificare modelli complessi che potrebbero non essere evidenti agli esseri umani.

L'autore dello studio, il dottor Luis Eduardo Juarez-Orozco, (1) del Turku PET Centre, (2) in Finlandia, ha dichiarato: “Gli umani hanno difficoltà a pensare oltre tre dimensioni (un cubo) o quattro dimensioni (un cubo nel tempo). Il momento in cui saltiamo nella quinta dimensione ci perdiamo. i modelli ad alta dimensionalità sono più utili dei modelli a singola dimensione per prevedere i risultati negli individui e per questo abbiamo bisogno dell'apprendimento automatico.”

Produzione di energia elettrica negli estuari

Produzione di energia elettrica negli estuari

I ricercatori dell'EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) stanno lavorando a un metodo per catturare una fonte di energia costantemente disponibile negli estuari dei fiumi: il potere osmotico, noto anche come energia blu.

La maggior parte delle tecnologie per produrre energia rinnovabile dipendono dalle condizioni meteorologiche. I parchi eolici possono funzionare solo quando c'è il vento mentre le centrali solari producono energia dalla luce del sole.

L'osmosi è un processo naturale attraverso il quale le molecole migrano, da una soluzione concentrata a una più diluita, attraverso una membrana semi-permeabile al fine di bilanciare le concentrazioni. Negli estuari dei fiumi, gli ioni di sale caricati elettricamente si spostano dall'acqua salata del mare all'acqua del fiume fresca. L'idea è di sfruttare questo fenomeno per generare energia.

Ricercatori del Laboratorio di biologia nanometrica (LBEN) EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne), diretti dalla professoressa Aleksandra Radenovic (1) presso la School of Engineering, hanno dimostrato che la produzione di energia, mediante l'osmosi, potrebbe essere ottimizzata utilizzando la luce. Riproducendo le condizioni che si verificano negli estuari, hanno proiettato la luce su un sistema che combina acqua, sale e una membrana di soli tre atomi per generare più elettricità. Sotto l'effetto della luce, il sistema produce il doppio della potenza. Le loro scoperte sono state pubblicate su Joule. (2)

Il sistema coinvolge due compartimenti pieni di liquido, a concentrazioni di sale marcatamente differenti, separati da una membrana di solfuro di molibdeno (MoS2). Nel mezzo della membrana si trova un nanoporo, un piccolo foro compreso tra tre e dieci nanometri (un milionesimo di millimetro) di diametro.

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