Buongiorno, è venerdì, e questa è TEW #20.
Questa settimana parliamo di batterie da due punti di vista: il primo, problematico, visto che il boom delle auto elettriche sta aumentando esponenzialmente il fabbisogno di Litio; il secondo, più ottimista, con la speranza che le ricerche sulle batterie a sale fuso ci permettano di immagazzinare l’energia creata dalle fonti rinnovabili.
Nell’Unione europea si producono ogni anno più di 2,5 miliardi di tonnellate di rifiuti. L’UE sta aggiornando la legislazione sulla gestione dei rifiuti per promuovere la transizione verso un’economia circolare, in alternativa all’attuale modello economico lineare.
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Per raggiungere emissioni nette zero, è necessaria l’economia circolare
I progettisti e le aziende devono guardare oltre il riciclaggio per apportare cambiamenti più ampi a livello di sistema e assistere la transizione mondiale verso un’economia circolare per raggiungere obiettivi net-zero.
A marzo 2020 la Commissione europea ha presentato, sotto il Green deal europeo in linea con la proposta per la nuova strategia industriale, il piano d'azione per una nuova economia circolare che include proposte sulla progettazione di prodotti più sostenibili, sulla riduzione dei rifiuti e sul dare più potere ai cittadini, come per esempio attraverso il 'diritto alla riparazione'. I settori ad alta intensità di risorse, come elettronica e tecnologie dell'informazione e della comunicazione, plastiche, tessile e costruzioni, godono di specifica attenzione.
A febbraio 2021 il Parlamento europeo ha votato per il nuovo piano d’azione per l’economia circolare, chiedendo misure aggiuntive per raggiungere un’economia a zero emissioni di carbonio, sostenibile dal punto di vista ambientale, libera dalle sostanze tossiche e completamente circolare entro il 2050. Sono anche incluse norme più severe sul riciclo e obiettivi vincolanti per il 2030 sull’uso e l’impronta ecologica dei materiali.
L’economia circolare è un modello di produzione e consumo che implica condivisione, prestito, riutilizzo, riparazione, ricondizionamento e riciclo dei materiali e prodotti esistenti il più a lungo possibile.
In questo modo si estende il ciclo di vita dei prodotti, contribuendo a ridurre i rifiuti al minimo. Una volta che il prodotto ha terminato la sua funzione, i materiali di cui è composto vengono infatti reintrodotti, laddove possibile, nel ciclo economico. Così si possono continuamente riutilizzare all’interno del ciclo produttivo generando ulteriore valore.
I principi dell’economia circolare contrastano con il tradizionale modello economico lineare, fondato invece sul tipico schema “estrarre, produrre, utilizzare e gettare”. Il modello economico tradizionale dipende dalla disponibilità di grandi quantità di materiali e energia facilmente reperibili e a basso prezzo.
Il Parlamento europeo chiede l’adozione di misure anche contro l'obsolescenza programmata dei prodotti, strategia propria del modello economico lineare.
Un video del Parlamento Europeo sulla economia circolare.
Il consumo di litio è quasi quadruplicato dal 2010
Il litio è uno dei materiali chiave per la costruzione delle batterie agli ioni di litio che alimentano dispositivi elettronici, veicoli elettrici e tecnologie di accumulo di energia.
Per questo suo ruolo crescente nelle tecnologie energetiche pulite, la domanda di litio non solo è aumentata, ma si è trasformata. Negli anni passati tale domanda era sostenuta sostanzialmente dalla ceramica e dal vetro, mentre oggi sono le batterie a guidare il consumo globale di litio e lo hanno portato a un aumento di quasi quattro volte dal 2010.
Le batterie potrebbero accumulare energia quando mancano sole e vento?
La natura non è sempre disponibile quando ne abbiamo bisogno. Questa è una fonte di preoccupazione per la maggior parte delle energie rinnovabili che, per loro natura, sono ampiamente soggette a stagionalità e localizzazione.
La parola tedesca Dunkelflaute significa "stasi oscura". Raffredda i cuori degli ingegneri delle energie rinnovabili, che lo usano per riferirsi alle pause in cui i pannelli solari e le turbine eoliche sono ostacolati dalle nuvole, dalla notte o dall'aria ferma. In una giornata luminosa e senza nuvole, una fattoria solare può generare quantità prodigiose di elettricità; quando soffiano i venti, le turbine eoliche danno vita a interi quartieri. Ma di notte le celle solari producono poco, e nella calma le turbine ad aria restano inutili.
La “stasi oscura” rende difficile per una rete elettrica fare affidamento totalmente sulle energie rinnovabili. Le compagnie elettriche devono pianificare non solo singoli eventi tempestosi o notti senza vento, ma Dunkelflaute che si estendono per giorni o più. L'anno scorso, l'Europa ha vissuto una "siccità del vento" di settimane e nel 2006 le Hawaii hanno sopportato sei settimane di giorni di pioggia consecutivi. Su scala più piccola, le fabbriche, i data center e le comunità remote che vogliono passare alle rinnovabili devono colmare le lacune. La Germania sta disattivando le sue centrali nucleari e sta lavorando duramente per abbracciare le energie rinnovabili, ma, a causa del problema dell'"intermittenza" nella sua fornitura di energia rinnovabile, rimane dipendente dai combustibili fossili, incluso il gas russo importato.
La soluzione ovvia sono le batterie. La varietà più diffusa è chiamata agli ioni di litio, o Li-ion, dal processo chimico che la fa funzionare. Tali batterie alimentano tutto, dai telefoni cellulari ai veicoli elettrici; sono relativamente poco costosi da fare e sempre più economiche. Ma i modelli tipici esauriscono l'energia immagazzinata dopo solo tre o quattro ore di massima potenza e, come sa ogni proprietario di iPhone, la loro capacità diminuisce, a poco a poco, ad ogni ricarica. È costoso raccogliere abbastanza batterie per coprire periodi più lunghi. E le batterie possono prendere fuoco.
Da tempo ci si domanda come compensare questi “vuoti” stagionali di energia. Sono allo studio nuove tecnologie per batterie che potenzialmente potrebbero accumulare l’energia proveniente dal sole o dal vento per mesi.
(Micro) Letture tecnologiche
Google lavora per rendere più facile il passaggio da iPhone ad Android
Con un certo ritardo, ora Google vuole che gli utenti iPhone passino ad Android e la società ha lanciato una nuova app “Switch to Android” per iOS per rendere più facile la transizione.
Questa è la prima volta che Google rilascia un’app dedicata “Switch to Android” per iOS. La nuova app trasferirà foto, video, contatti, eventi del calendario e istruzioni per disattivare iMessage e trasferire foto e video da iCloud di Apple. Fonte: The Tech Goggler.
Ci stiamo avviando verso la fine dei processori a chip singolo?
Apple ha sorpreso ancora una volta fan e analisti con l’annuncio dell’M1 Ultra, una variante dell’M1 Max che combina efficacemente due chip in uno. Un sempre più elevato numero di transistor spinge la moderna produzione di chip ai suoi limiti, rendendo il design multichip più attraente. Fonte: The Tech Goggler.
Alcune buone notizie sul clima: 2 gradi sono fattibili
Nonostante tutte le notizie tutt'altro che incoraggianti sui cambiamenti climatici – il rapido innalzamento del livello del mare, la terra che si trasforma, i seri problemi che coinvolgono i ghiacciai antartici – stiamo ricevendo qualche speranza. Il prezzo delle energie rinnovabili sta crollando, ad esempio, e ci stiamo muovendo verso un futuro più pulito ed elettrificato più velocemente di quanto si possa immaginare.
Questo cambiamento è chiaro in un articolo pubblicato sulla rivista Nature: le modellazioni di un team internazionale di scienziati mostra che se le nazioni mantengono i loro recenti impegni climatici, compresi quelli presi alla COP26, l'umanità potrebbe farcela a riscaldarsi sotto i 2 gradi Celsius rispetto ai livelli preindustriali, l'obiettivo delineato nell'accordo di Parigi. Non è sotto la soglia di 1,5 gradi che vorremmo davvero (l'obiettivo più ottimistico dell'accordo), ma è lontano dal riscaldamento estremo di 3, 4 o anche 5 gradi, come alcuni scenari prevedevano prima dell'accordo. E accadrà solo se le nazioni manterranno le loro promesse di decarbonizzare rapidamente le loro economie, il che non è garantito.
"Quelle previsioni di emissioni molto elevate di cui la gente parlava, oggi non sembrano così probabili", afferma Christophe McGlade, capo dell'unità di approvvigionamento energetico presso l'Agenzia internazionale per l'energia e coautore del nuovo documento. "È una buona notizia perché dimostra che il mondo ha fatto progressi in termini di politica e tecnologia negli ultimi anni". Fonte: Wired.
Microsoft blocca le macro VBA e Qbot cambia tattica
Microsoft ha iniziato a bloccare l’esecuzione delle macro VBA contenute nei documenti Office. La funzionalità è stata sfruttata da numerosi malware, tra cui Qbot (noto anche come Qakbot). Gli sviluppatori del malware hanno ora cambiato tattica per infettare i computer e rubare le credenziali bancarie, affidandosi ai pacchetti Windows Installer dentro file zip. Fonte: Punto Informatico.
Come batterie viventi, questi batteri trasformano il metano in elettricità
Alcuni batteri trovati in fossati d'acqua dolce, ruscelli e laghi inquinati da fertilizzanti, si comportano come piccoli generatori di energia, secondo una nuova ricerca della Radboud University nei Paesi Bassi. Gli scienziati hanno scoperto che il batterio Candidatus Methanoperedens usa il nitrato per aiutare ad abbattere il metano. Da lì, i microbi "donano" elettroni, creando un mini ciclo di alimentazione che mangia metano che consente loro di agire come batterie mentre producono naturalmente elettricità.
"Questo potrebbe essere molto utile per il settore energetico", afferma Cornelia Welte, microbiologa e co-autrice dello studio Radboud, in un comunicato stampa.
Fonte: Popular Mechanics.
La fisica quantistica pone un limite di velocità all'elettronica
Quanto può essere veloce l'elettronica? Quando i chip dei computer funzionano con segnali e intervalli di tempo sempre più brevi, ad un certo punto si scontrano con limiti fisici. I processi quanto-meccanici che consentono la generazione di corrente elettrica in un materiale semiconduttore richiedono una certa quantità di tempo. Questo pone un limite alla velocità di generazione del segnale e di trasmissione del segnale.
TU Wien (Vienna), TU Graz e il Max Planck Institute of Quantum Optics di Garching hanno ora potuto esplorare questi limiti: la velocità non può sicuramente essere aumentata oltre un petahertz (un milione di gigahertz), anche se il materiale viene eccitato in modo ottimale con impulsi laser. Questo risultato è stato ora pubblicato sulla rivista scientifica "Nature Communications". Fonte: TU WIEN.
Un nuovo microscopio 3D ad alta velocità potrebbe rendere le biopsie un ricordo del passato
Un team di Columbia Engineering ha sviluppato una tecnologia che potrebbe sostituire le biopsie convenzionali e l'istologia con l'imaging in tempo reale all'interno del corpo vivente. Descritto in un nuovo articolo pubblicato su Nature Biomedical Engineering, MediSCAPE è un microscopio 3D ad alta velocità in grado di catturare immagini di strutture tissutali che potrebbero guidare i chirurghi a navigare tra i tumori e i loro confini senza dover rimuovere i tessuti e attendere i risultati della biopsia. Fonte: SciTechDaily