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Come sempre il Massachussetts Institute of Technology sforna tecnologie curiose e promettenti. Il merito della nuova intuizione va a Carol Livermore, ingegnere meccanico e professore associato al MIT, che ha scoperto che utilizzando nanotubi di carbonio modellati in forma di molla è possibile accumulare grandi quantità di energia, tanta da competere con la capacità di accumulo delle attuali batterie litio ioni.

Dalle ricerche condotte dalla Livermore risulta che tali minuscole molle in carbonio presentino una densità energetica di mille volte superiore a quella delle corrispondenti molle in acciaio e che presentino prestazioni migliori rispetto alle batterie Li ion, sia in termini di affidabilità che di capacità di mantenere la carica nel tempo. Ben si presterebbero, dunque, ad essere impiegate in gruppi di continuità (UPS) e in sistemi di allarme, per i quali è fondamentale che la carica si mantenga anche con tempi di inattività molto lunghi, in alternativa a generatori diesel e in dispositivi utilizzati in ambienti estremi, a pressioni elevate e temperature che comprometterebbero le prestazioni delle tradizionali batterie, progettate per funzionare al meglio in condizioni standard.

Diversamente dalle batterie comuni, le molle possono rilasciare l’energia accumulata sia in modo sia istantaneo, come le trappole per topi a scatto, che dosato e graduale come in una sveglia a carica meccanica. Inoltre, l’energia accumulata nelle molle non ha perdite nel tempo e non è necessario effettuare test periodici per rilevarne l’effettiva carica. L’ideale sarebbe impiegare i nano tubi a molla per erogare energia meccanica piuttosto che convertirla in energia elettrica.

Infine, le batterie a molla teoricamente potrebbero essere ricaricate innumerevoli volte senza riduzione delle prestazioni. Tutto queste virtù devono però essere verificate con test opportuni. C’è parecchia strada ancora da fare ma le prospettive sono interessanti. Staremo pronti a scattare come molle quando la ricerca avrà prodotto nuovi risultati da sottoporvi.

Tratta da: EnergoClub Onlus, per la riconversione del sistema energeticolorenzo colombo lalala

ho scaricato uno dei due articoli pubblicato sul IOP’s Journal of Micromechanics and Microengineering di Settembre 2009 (e’ un buon giornale di microelettromeccanica) che il gruppo del MIT ha pubblicato sinora riguardo a questa loro ricerca.

L’articolo in questione presenta una analisi teorica della massima energia elastica che puo’ essere immagazzinata in delle “molle” composte da nanotubi. Usando la meccanica del continuo e il valore del modulo di Young standard usato in letteratura (1 TPa) e un “fill factor” non troppo specificato, ottengono in effetti un valore teorico che e’ 1000 volte superiore a quello di equivalenti molle di ferro. L’idea degli autori e’ poi di fabbricare delle fibre di nanotubi (cosa che si fa gia’ da qualche tempo) di volumi e concentrazione tali da arrivare al limite teorico di energia immagazzinabile calcolato.

Quello che fanno finora nel paper e’ tagliare delle fibre da dei substrati contenenti “foreste” di nanotubi, addensare le fibre tramite condensazione capillare e misurare le proprieta’ meccaniche di quanto ottenuto. Il risultato sperimentale che ottengono finora e’ superiore a quello del ferro, ma ancora (anch’esso) mille volte inferiore al limite teorico.

La principale autrice commenta che per avvicinarsi al limite occorreranno ancora mesi/anni di ricerca di base per migliorare la fabbricazione e la densificazione dei nanotubi.

Se mi si permette un commento, sospetto che, essendo da tempo note le (teoricamente) prodigiose proprieta’ meccaniche dei nanotubi, il risultato teorico dimostrato in questo paper fosse dietro l’angolo, essendo in buona parte legato al modulo di Young gigantesco dei nanotubi (teorico, sottolineo ancora). Ovviamente, come spesso accade, ci voleva la pensata giusta per arrivare a questa applicazione.
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