Te, co 'płaczą' metalami ciężkimi
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Dodanie cienkiej warstwy niklu do akumulatorów znakomicie skraca czas ładowania, informują naukowcy z Pennsylvania State University. Specjaliści uważają, że jeśli na rynek trafiłyby akumulatory, które są lżejsze i można je znacznie szybciej ładować, klienci chętniej kupowaliby samochody elektryczne, a to z kolei doprowadziłoby do spadku ich ceny i pojawienia się kolejnych chętnych do ich zakupu.
Uczeni eksperymentowali z litowo-jonowym akumulatorem, który na pojedynczym ładowaniu pozwalał na przejechanie do 560 kilometrów. Gęstość energii takiego urządzenia wynosiła 256 watogodzin na kilogram. Dzięki dodaniu folii z niklu akumulator można było w ciągu zaledwie 11 minut załadować w 70%, co pozwoliło na przejechanie 400 kilometrów, a po 12 minutach był on załadowany w 75%, dzięki czemu można było przejechać 440 km.
Nasza technologia pozwala na budowę mniejszych, szybciej ładujących się akumulatorów. Jeśli mamy samochód z akumulatorami pozwalającymi na przejechanie 320 kilometrów na pojedynczym ładowaniu, możemy podjechać na stację, podłączyć samochód, pójść do toalety, a po 10 minutach nasz pojazd jest gotowy do przejechania kolejnych 320 km. W ten sposób problem zasięgu znika, mówi jeden z autorów badań, inżynier Chao-Yang Wang.
Jednym z najpoważniejszych wyzwań stojących przed inżynierami specjalizującymi się w projektowaniu i budowie akumulatorów litowo-jonowych jest utrzymanie ich odpowiedniej temperatury. Najlepiej sprawują się one, gdy są dość ciepłe, ale nie za ciepłe. W akumulatorach stosuje się więc systemy chłodzenia i ogrzewania, które jednak zużywają sporo energii i nie działają zbyt szybko.
Uczeni z Pennsylvanii od lat eksperymentują z folią, która miałaby pomóc ogrzać akumulator do odpowiedniej temperatury.
Podczas swoich najnowszych eksperymentów byli w stanie ładować akumulator od około 70% pojemności w około 10 minut. Gdy stosowali szybkie ładowanie do 75% pojemności, urządzenie wytrzymało ponad 900 cykli ładowania/rozładowywania, co pozwalało na przejechanie na nim w sumie 402 000 kilometrów. Gdy zaś stosowali szybkie ładowanie do 70% pojemności, akumulator wytrzymywał około 2000 cykli ładowania, co pozwalało na przejechanie około 804 000 kilometrów.
Wang zwraca uwagę, że obecnie stosowane akumulatory po 10 minutach ładowania napełniają się do około 25% pojemności. Urządzenia, nad którymi pracują na Pennsylvania State University ładują się w tym czasie do 75% pojemności. To zaś oznacza, że w samochodach można by stosować mniej akumulatorów, zatem byłyby one tańsze, a zasięg na pojedynczym szybkim ładowaniu byłby nie tylko większy, ale i satysfakcjonujący dla kierowcy. Wang zapowiada, że w przyszłości chce opracować akumulator, który będzie można załadować do 80% pojemności w ciągu 5 minut. To zaś będzie oznaczało, że pod względem tempa ładowania i zasięgu samochody elektryczne dorównają pojazdom spalinowym.
Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach Nature.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Popularna od kilku lat i polecana przez celebrytów dieta paleo ma przypominać sposób odżywiania się ludzi, którzy nie korzystali z osiągnięć rolnictwa. Jednak, jak dowiadujemy się z badań norweskich uczonych, rzeczywista dieta paleo, spożywana przynajmniej przez niektóre grupy naszych przodków, mogła nie tylko być niezdrowa, ale i toksyczna. Okazuje się, że w niektórych przypadkach ich pożywienie zawierało 20-krotnie więcej metali ciężkich niż zalecają normy.
Naukowcy z Uniwersytetu Arktycznego postanowili zbadać dietę osób zamieszkujących Półwysep Varanger w norweskiej Arktyce. Wybrali 8 stanowisk archeologicznych datowanych od 3000 do 6300 lat temu. Badali na nich nie szczątki ludzkie, ale pozostałości po tym, co ludzie jedli. Uczeni przeanalizowali ości dorszy oraz kości fok grenlandzkich znalezione na paleolitycznych wysypiskach odpadków. Nacięcia na większości szczątków wskazywały, że zwierzęta zabito dla mięsa, a nie jedynie dla skór. Można to było stwierdzić z tym większą pewnością, że już z wcześniejszych badań wiemy, iż gatunki te były częścią diety mieszkańców półwyspu w tamtych czasach.
Okazało się, że ości dorsza zawierały 20-krotnie więcej kadmu i 4-krotnie więcej ołowiu niż bezpieczne poziomy określone przez European Food Safety Authority. Kadm może prowadzić do chorób wątroby, nerek i płuc, a ołów ma negatywny wpływ na mózg i układ nerwowy. Z kolei w kościach fok bezpieczny poziom kadmu był przekroczony 15-krotnie, a ołowiu 4-krotnie.
U obu gatunków zarejestrowano też wysoki poziom rtęci, która uszkadza mózg, nerki i układ odpornościowy.
Naukowcy uważają, że metale ciężkie trafiły do ciał zwierząt z zanieczyszczonego łańcucha pokarmowego, a tam z kolei znalazły się w wyniku wzrostu poziomu oceanów. Metale ciężkie w naturalnie występują w glebie. Gdy rośnie poziom oceanów, woda zalewa kolejne tereny i wypłukuje z nich szkodliwe pierwiastki.
Archeolog Hans Peter Blankholm mówi, że dieta mieszkańców Varanger była „niezdrowa, a może nawet niebezpieczna”. Dodaje jednak, że nie wiadomo, jak dużo mięsa zawierającego metale ciężkie spożywali wówczas ludzie. Poza dorszami i fokami jedli też rośliny znajdowane w lasach czy upolowane tam zwierzęta. Ponadto mogli nie żyć na tyle długo, by odczuć negatywne skutki akumulacji metali ciężkich w organizmie.
Uczeni planują już kolejne badania. Tym razem chcą zająć się analizą szczątków 8 osób z Varanger. Będą w nich poszukiwali śladów negatywnych skutków diety zawierającej metale ciężkie. Mają też nadzieję, że uda im się przeanalizować więcej szczątków zwierzęcych.
Trzeba też mieć na uwadze, że badania opierały się na niewielkim materiale. Przeanalizowano bowiem zaledwie 40 kości i ości, a na tej podstawie trudno wyciągnąć jednoznaczne wnioski dotyczące 8 stanowisk archeologicznych i 3000 lat historii.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Używamy coraz więcej smartfonów, samochodów elektrycznych i innych urządzeń, wymagających stosowania akumulatorów. To jednak oznacza coraz większe zapotrzebowanie na metale ciężkie, które stanowią olbrzymie zagrożenie zarówno dla ludzkiego zdrowia, jak i środowiska naturalnego. Szczególne kontrowersje budzi wykorzystywanie kobaltu, pozyskiwanego głównie w centralnej Afryce. Z jego wydobyciem wiąże się olbrzymie niszczenie środowiska naturalnego, niewolnictwo, morderstwa i gwałty.
Naukowcy z IBM Research wykorzystali trzy opracowane przez siebie materiały, które nigdy nie były jeszcze używane w akumulatorach i stworzyli w ten sposób urządzenie, które nie wykorzystuje ani metali ciężkich, ani innych materiałów, z wydobyciem których wiąże się popełnianie przestępstw na ludziach czy środowisku naturalnym.
Wspomniane materiały można pozyskać z wody morskiej, co jest metodą mniej szkodliwą dla środowiska niż wydobywanie metali z ziemi. Podczas wstępnych testów nowego akumulatora stwierdzono, że można go zoptymalizować tak, by przewyższał akumulatory litowo-jonowe w wielu kategoriach, takich jak – niższa cena, krótszy czas ładowania, wyższa moc i gęstość energetyczna, lepsza wydajność energetyczna oraz mniejsza palność.
Opracowana przez Battery Lab katoda nie potrzebuje kobaltu i niklu, a akumulator zawiera bezpieczny elektrolit o wysokiej temperaturze zapłonu. Ponadto podczas testów okazało się, że w czasie ładowania nie powstają dendryty, które są poważnym problemem w akumulatorach litowo-jonowych, gdyż mogą doprowadzić do spięcia i pożaru.
Dotychczas przeprowadzone testy pokazują, że odpowiednio skonfigurowany nowy akumulator można naładować do 80% w czasie krótszym niż 5 minut. W połączeniu ze stosunkowo niskim kosztem pozyskania materiałów, możemy mieć do czynienia z tanim akumulatorem, który można szybko naładować. Inżynierowie IBM-a obliczają, że w szczególnie wymagających zastosowaniach, jak na przykład lotnictwo, akumulator można skonfigurować tak, by jego gęstość energetyczna była większa niż 10 000 W/L. Ponadto akumulator wytrzymuje wiele cykli ładowania/rozładowania, dzięki czemu może być wykorzystywany w sieciach energetycznych, gdzie wymagana jest długa i stabilna praca.
Podsumowując, początkowe prace pokazały, że IBM Research opracował tani akumulator, w którym nie są wykorzystywane kobalt, nikiel i inne metale ciężkie, który można naładować do 80% w czasie krótszym niż 5 minut, którego gęstość mocy może przekraczać 10 000 W/L, a gęstość energii jest wyższa od 800 Wh/L, którego wydajność energetyczna przekracza 90% i którego elektrolit jest mniej palny.
Teraz IBM Research wspólnie z Mercedes-Benz Research, Central Glass i Sidusem prowadzi badania, które mają na celu dalsze rozwijanie tej technologii, opracowanie infrastruktury potrzebnej do produkcji nowych akumulatorów i ich komercjalizacji.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Miód z pasiek miejskich jest tak samo zdrowy, jak ten z pasiek wiejskich. Pszczoły doskonale radzą sobie w polskich metropoliach i znajdują masę pokarmu przez cały sezon, a jednym z ich ulubionych miejsc są... cmentarze - opowiada PAP dr Hajnalka Szentgyörgyi.
Miody z pasiek miejskich nie ustępują pod względem jakości tym z terenów wiejskich. Poziom szkodliwych substancji w nich zawartych jest niski i jako taki często nie pozwala odróżnić miejsca produkcji miodu - opowiada w rozmowie z PAP biolog z Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie, dr Hajnalka Szentgyörgyi.
Wbrew pozorom pszczoły w miastach często radzą sobie lepiej, niż na wsi. Z czego to wynika? Jak wyjaśnia biolog, ponad 60 proc. powierzchni Polski zajmują tereny rolnicze, które jednak są coraz mniej przyjazne pszczołom. Z jednej strony owadom szkodzą tam różnego rodzaju pestycydy, z drugiej nie sprzyja im monokulturowy charakter upraw. Niektóre rośliny kwitną też krótko, np. gryka - zaledwie dwa tygodnie, i tylko w tym momencie pszczoły mogą pozyskać nektar oraz pyłek do bardzo charakterystycznego miodu gryczanego. Później nie mają dostępu do innego pokarmu, bo w najbliższej okolicy często nie rosną i nie kwitną prawie żadne inne miododajne rośliny.
Tymczasem w miastach różnego rodzaju kwiaty kwitną w zasadzie przez cały sezon, czyli od marca do września. Mowa tu o roślinach rosnących na balkonach, skwerach, parkach czy cmentarzach. Tam pszczoły mają naprawdę bogactwo pokarmu, bo miejskie nekropolie są zadrzewione, nie mówiąc o często składanych kwiatach ciętych na nagrobkach - opowiada biolog.
Ponieważ pszczoły w mieście pozyskują nektar i pyłek z bardzo różnych gatunków kwiatów - produkowany przez nie miód jest wielokwiatowy; nie ma szans na wysublimowane rodzaje miodu takie, jak choćby akacjowy czy gryczany.
Dr Szentgyörgyi przeprowadziła wraz z zespołem badania pyłku sprowadzonego do uli przez pszczoły na terenie Krakowa i okolic. Analizami objęto 15 uli z pięciu różnych lokalizacji. Spoglądano na poziom metali ciężkich i węglowodorów aromatycznych, będących składnikami smogu. Ku zaskoczeniu dr Szentgyörgyi analizy wykazały, że stężenie tych substancji w pyłku kwiatowym przyniesionym przez pszczoły do uli na terenach wiejskich czy podmiejskich bywa czasami większe niż w centrum Krakowa.
Ta sytuacja związana jest z jakością powietrza. W centrum miasta może być czasami lepsza ze względu na stosowanie centralnego ogrzewania, podczas gdy na przedmieściach lub na wsi stosuje się indywidualne ogrzewanie, używając często paliwa złej jakości - dodaje badaczka.
Biolog uspokaja, że mimo obecności tych substancji w miodzie ich stężenia są stosunkowo niskie i nie powinny być szkodliwe dla zdrowia.
Miód produkowany jest z nektaru kwiatowego, który kwiaty wytwarzają na bieżąco. Dlatego choć kwiat kwitnie nawet tam, gdzie powietrze nie jest zbyt czyste - to nektar nie ulega tak dużemu zanieczyszczeniu, jak choćby pyłek - podkreśla biolog. O wiele więcej zanieczyszczeń znajduje się w pyłku kwiatowym, który pszczoły zbierają wraz z nektarem. Pyłek produkowany jest przez rośliny jednorazowo, po czym pozostaje on przez jakiś czas we wnętrzu kwiatu. Dlatego z biegiem czasu może on ulec stosunkowo większemu zanieczyszczeniu.
Mitem jest pogląd, że pszczoły filtrują szkodliwe substancje zawarte w nektarze. One jedynie dodają do niego odpowiednie enzymy i zagęszczają, by powstał miód - zauważa biolog.
Choć spożycie miodu, nawet tego z lokalizacji o zanieczyszczonym powietrzu, jest bezpieczne - to fakt zanieczyszczenia odbija się na samych pszczołach. Z badań dr Szentgyörgyi, przeprowadzonych na grupie pszczół dzikich (murarek ogrodowych) wynika, że w miejscach zanieczyszczonych zachwiana jest proporcja płci w populacji, mniejsza jest także liczebność potomstwa.
Miejskie pszczelarstwo w ostatnich latach staje się w Polsce coraz bardziej popularne. Z danych Wojewódzkiego Związku Pszczelarskiego w Krakowie, przywoływanych przez badaczkę wynika, że na terenie samego Krakowa znajduje się 2 tys. uli. W zachodniej Europie pasieki takie weszły na stałe do krajobrazu miejskiego. Jednym z najbardziej prężnie rozwiniętych ośrodków pod tym względem jest Berlin z 15 tys. uli! Z kolei w Londynie jest ok. 3,5 tys. pasiek.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.