Investigadores de Corea del Sur han desarrollado una tecnología innovadora para mejorar drásticamente la velocidad de carga de las baterías de litio-azufre, reduciéndolo a 12 minutos. El equipo utilizó un nuevo material de carbono poroso dopado con nitrógeno para abordar el problema de la baja velocidad de carga que ha dificultado la comercialización de las baterías de litio-azufre existentes.

Las baterías de iones de litio son indispensables para tecnologías ecológicas como los vehículos eléctricos. A pesar de estar limitadas por la baja capacidad de almacenamiento de energía y los altos costos, han ganado atención como baterías de próxima generación debido a su alta densidad energética y el bajo costo del azufre como material. Aun así, la comercialización ha sido un desafío debido a la utilización insuficiente de azufre durante la carga rápida, lo que reduce la capacidad de la batería.

Otro problema son los polisulfuros de litio producidos durante el proceso de descarga. Estos compuestos migran dentro de la batería, degradando su rendimiento. Para abordar esto, los investigadores han estado desarrollando baterías incorporando azufre en estructuras de carbono porosas. Sin embargo, aún no han logrado niveles de rendimiento adecuados para la comercialización.

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Para resolver estos desafíos, el profesor Jong-sung Yu y su equipo del DGIST (Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology) sintetizó un nuevo material de carbono multiporoso altamente grafítico dopado con nitrógeno y lo aplicó al cátodo de una batería de litio-azufre. Esta tecnología mantuvo con éxito una alta capacidad energética incluso en condiciones de carga rápida. La investigación se publicó en la revista ACS Nano.

El material de carbono recientemente desarrollado se sintetizó empleando un método de reducción térmica que involucra magnesio y ZIF-8, una estructura orgánica de metal. A altas temperaturas, el magnesio reacciona con el nitrógeno en ZIF-8, lo que hace que la estructura del carbono sea más estable y robusta al tiempo que crea una estructura de poros diversa. Esta estructura no solo permite una mayor carga de azufre, sino que también mejora el contacto entre el azufre y el electrolito, lo que mejora significativamente el rendimiento de la batería.

La batería de litio-azufre desarrollada en este estudio utilizó el material de carbono multifuncional sintetizado, a través del simple método de reducción térmica asistida por magnesio, como anfitrión de azufre. Incluso en condiciones de carga rápida con un tiempo de carga completa de solo 12 minutos, la batería alcanzó una alta capacidad de 705 mAh g-1, lo que representa una mejora de 1,6 veces con respecto a las baterías convencionales.

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Además, el dopaje con nitrógeno en la superficie del carbono suprimió eficazmente la migración de polisulfuro de litio, lo que permitió que la batería conservara el 82 % de su capacidad incluso después de 1.000 ciclos de carga y descarga, lo que demostró una excelente estabilidad.

Durante la investigación, el equipo colaborativo, dirigido por el Dr. Khalil Amine del Laboratorio Nacional de Argonne, realizó análisis microscópicos avanzados. Estos análisis confirmaron que el sulfuro de litio (Li2S) se formó en una orientación específica dentro de las estructuras en capas del material de carbono recientemente desarrollado. Este hallazgo validó que el dopaje con nitrógeno y la estructura porosa del carbono mejoraron la carga de azufre, mientras que la naturaleza grafítica del carbono aceleró las reacciones de azufre, mejorando así la velocidad de carga.

El profesor Yu comentó: “Esta investigación se centró en mejorar la velocidad de carga de las baterías de litio-azufre mediante un método de síntesis simple que involucra magnesio. Esperamos que este estudio acelere la comercialización de las baterías de litio-azufre”.

Fuente: Europa Press.

Con la ayuda de un nuevo modelo de alta resolución, un equipo de geofísicos ha descubierto en el interior de la Tierra nuevas zonas que parecen restos de placas sumergidas. Una se encuentra bajo el Pacífico occidental. Sin embargo, según las teorías y los conocimientos actuales sobre la tectónica de placas, no debería haber material de placas subducidas allí, porque es imposible que haya habido zonas de subducción cerca en la historia geológica reciente.

Los investigadores no saben con certeza de qué material se trata en su lugar y qué significaría eso para la dinámica interna de la Tierra. “Ése es nuestro dilema. Con el nuevo modelo de alta resolución podemos ver este tipo de anomalías en todas partes del manto terrestre, pero no sabemos exactamente qué son ni qué material crea los patrones que hemos descubierto”, explica en un comunicado el profesor de la ETH de Zurich Andreas Fichtner, autor del estudio.

“Es como si un médico lleva décadas examinando la circulación sanguínea con ultrasonidos y encuentra arterias exactamente donde las espera. Si le damos un nuevo y mejor instrumento de exploración, de repente ve una arteria en la nalga que en realidad no debería estar ahí. Así es exactamente como nos sentimos con los nuevos hallazgos”, explica el físico de ondas, que desarrolló el modelo en su grupo y escribió el código.

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Hasta ahora, los investigadores sólo pueden especular. “Creemos que las anomalías en el manto inferior tienen una variedad de orígenes”, afirma Thomas Schouten, primer autor y estudiante de doctorado en el Instituto Geológico de la ETH de Zúrich.

Cree que es posible que no se trate simplemente de material de placas frías que se ha subducido en los últimos 200 millones de años, como se suponía anteriormente. “Podría tratarse de material antiguo rico en sílice que ha estado allí desde la formación del manto hace unos 4.000 millones de años y ha sobrevivido a pesar de los movimientos convectivos en el manto, o zonas en las que se acumulan rocas ricas en hierro como consecuencia de estos movimientos del manto durante miles de millones de años”, señala.

Para el estudiante de doctorado, esto significa sobre todo que se necesitan más investigaciones con modelos aún mejores para ver más detalles del interior de la Tierra. “Las ondas que utilizamos para el modelo esencialmente solo representan una propiedad, es decir, la velocidad a la que viajan a través del interior de la Tierra”, dice el geocientífico.

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Sin embargo, esto no hace justicia al complejo interior de la Tierra. “Tenemos que calcular los diferentes parámetros materiales que podrían generar las velocidades observadas de los diferentes tipos de ondas. “Básicamente, tenemos que profundizar en las propiedades materiales detrás de la velocidad de las ondas”, dice Schouten. El estudio se ha publicado en la revista Scientific Reports por un equipo de geofísicos de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich y del Instituto Tecnológico de California.

Estos científicos no sólo utilizaron un tipo de onda sísmica para estudiar la estructura del interior de la Tierra, sino todas ellas. Los expertos denominan a este procedimiento inversión de forma de onda completa. Esto hace que el modelo sea muy intensivo en términos computacionales, por lo que los investigadores utilizaron el superordenador Piz Daint del CSCS en Lugano.

Fuente: Europa Press.

El penúltimo día del 2024 se presenta con un ambiente caluroso y con baja probabilidad de lluvias, lo que prevé que este lunes tendrá una noche de cielo despejado en gran parte del territorio nacional, en coincidencia con el fenómeno llamado “Luna llena”, antes de que mañana aumente la nubosidad, con posibles chaparrones en algunas zonas. ¿Podrá verse a simple vista desde Paraguay?

“A la segunda luna nueva que ocurre dentro de un mismo mes se le denomina ‘Luna negra’ o luna oscura. En términos astronómicos, una Luna nueva ocurre cuando la Luna está posicionada entre la Tierra y el Sol, de modo que la cara iluminada de la Luna se encuentra opuesta a la Tierra y no es visible desde nuestro planeta”, aclara Meteorología Encarnación en un posteo.

“Este fenómeno brinda cielos más oscuros, ideal para observar cuerpos celestes más distantes. La luna negra no se ve a simple vista ni tampoco iluminará el cielo, como muchos medios de comunicación lo están publicando, todo lo contrario, deja la noche más oscura”, explica el portal del clima, ante las invitaciones en algunos sitios web para observar los cielos esta noche.

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Por su parte, la página de Astronomía Paraguay describe: “A las 19:27 hora de Paraguay se producirá la ‘Luna Negra’, un nombre muy pomposo para indicar la segunda Luna Nueva en un mes natural. Las lunas nuevas no se ven, la luz solar las oculta completamente. Solo en los casos de eclipse de Sol se puede apreciar la silueta de la Luna Nueva sobre el disco solar”.

“Muchos medios desinforman diciendo a la población que se podrá ver una ‘espectacular Luna Negra’, o más ridículo aun, ponen o responsabilizan a los astrónomos como fuente del ‘sorprendente’ evento de la Luna Negra. Estimados no se pierdan la Luna Negra que no se puede observar. Buenos cielos y buena observación”, agregaron los aficionados a la astronomía, con sentido del humor.

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El estudio biológico de Conservación Internacional reveló al menos 27 especies nuevas para la ciencia y 49 especies amenazadas de extinción, según la Lista Roja de la UICN, en el corazón del Alto Mayo, en Perú. En el verano de 2022, un equipo de investigadores del Programa de Evaluación Rápida (RAP) descubrió un tesoro de biodiversidad y acaba de publicar sus resultados.

Enclavado entre la selva amazónica y la cordillera de los Andes, el Alto Mayo alberga siete tipos distintos de bosques junto a bulliciosas ciudades, pueblos y tierras de cultivo. A pesar de la presión del desarrollo humano, los científicos quedaron asombrados por la enorme variedad de vida, gran parte de la cual no se encuentra en ningún otro lugar de la Tierra.

Abarca unas 780.700 hectáreas (7807 kilómetros cuadrados) en la cuenca alta del río Mayo, dentro de las provincias de Moyobamba y Rioja, en el departamento peruano de San Martín. Se calcula que la flora peruana incluye unas 20.000 especies de plantas vasculares, con nuevas especies descritas cada año y un 30% aún por descubrir.

La expedición RAP documentó más de 950 especies de plantas vasculares en el Alto Mayo central, entre ellas cinco especies endémicas de la región de San Martín y 10 catalogadas como amenazadas de extinción por la Lista Roja de la UICN. Entre los descubrimientos se encuentran tres especies potencialmente nuevas para la ciencia - Stylogyne sp., Ilex sp. y Schefflera sp. - que están siendo estudiadas más a fondo.

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El RAP se centró en dos tipos de insectos: las mariposas diurnas y los escarabajos (con especial atención a los escarabajos peloteros). Se identificaron más de 200 especies de mariposas, incluidas 10 nuevas para la ciencia, 24 potencialmente nuevas para la ciencia (pendientes de investigación adicional) y 14 registradas en el Alto Mayo por primera vez.

El RAP registró más de 70 especies de escarabajos en los diversos ecosistemas del Alto Mayo, incluidas dos especies de Scybalocanthon nuevas para la ciencia y 45 especies no documentadas anteriormente en la región. Además, los investigadores documentaron la asombrosa cifra de 536 especies de aves. La expedición también registró 26 especies de aves amenazadas de extinción.

El RAP documentó 27 especies de anfibios y 18 de reptiles, más de lo esperado teniendo en cuenta las evaluaciones anteriores en la región y la proximidad de asentamientos humanos. Entre los anfibios catalogados había dos ranas con áreas de distribución muy restringidas: Phyllomedusa chaparroi y la rana arlequín Atelopus seminiferus, en peligro de extinción.

El equipo también identificó dos poblaciones desconocidas hasta entonces de la rana arlequín, en peligro de extinción, en zonas sometidas a la presión de la tala; así como encontró tres especies de anfibios nuevas para la ciencia -una salamandra trepadora (Bolitoglossa sp.) y dos ranas (Chiasmocleis sp. y Pristimantis sp.)-, así como otras siete especies que probablemente sean nuevas pero que requieren más investigación. Se descubrieron dos especies de serpientes potencialmente nuevas para la ciencia: Atractus sp. y una serpiente ciega subterránea del género Epictia.

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Se identificaron 68 especies de peces en casi 30 zonas de estudio. Dieciocho especies se registraron por primera vez en la cuenca del Alto Mayo y otras ocho eran nuevas para la ciencia, entre ellas especies no descritas del grupo de los Characiformes (que incluye tetras y pirañas), así como peces gato.

Entre los sorprendentes descubrimientos figura el de un pez con “cabeza de globo” (Chaetostoma sp., perteneciente al grupo de los peces gato acorazados de boca erizada), que tiene una cabeza agrandada en forma de burbuja, una característica que los científicos del equipo nunca habían visto antes. La función de esta inusual estructura sigue siendo un misterio.

Entre los pequeños mamíferos no voladores (pequeños roedores y marsupiales) encontraron dos especies no descritas que son nuevas para la ciencia: un ratón anfibio (semiacuático) del género Daptomys y un ratón espinoso del género Scolomys. Además, se descubrió una ardilla enana (Microsciurus sp.) no descrita anteriormente que pertenecerá a un nuevo género tras la revisión taxonómica.

El ratón anfibio pertenece a un grupo de roedores semiacuáticos considerados entre los más raros del mundo, con sólo unas pocas especies que han sido observadas por los científicos un puñado de veces. El ratón se encontró en una única parcela de un bosque pantanoso único, amenazado por la invasión de la agricultura. Además de los pequeños mamíferos no voladores, durante este estudio se registraron otras 45 especies de murciélagos, entre ellas una nueva especie del género Carollia, murciélagos frugívoros de cola corta.