Tendencias tecnológicas: teletransporte de energía, nanotubos de carbono, vidrio neto cero

La teletransportación de energía en la computación cuántica quedó demostrada, los nanotubos de carbono para baterías de almacenamiento y un nuevo horno de energía verde para la producción de vidrio están en el radar tecnológico de esta semana.

El concepto de teletransportación (la transferencia de objetos de un lugar a otro sin atravesar el espacio intermedio) ha sido tema de ciencia ficción desde la década de 1870.

Desde entonces, la teletransportación cuántica de información se ha convertido en un fenómeno bien comprendido del mundo cuántico, y ahora, utilizando la computación cuántica, Kazuki Ikeda, investigador postdoctoral en el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad Stony Brook de Nueva York, ha informado sobre la primera demostración de la teletransportación de energía, la diferencia es que la energía es una cantidad física mientras que la información no lo es.

El concepto subyacente a la teletransportación de energía cuántica es que la energía se puede extraer de fluctuaciones naturales de partículas entrelazadas, es decir, partículas que están conectadas a través de una distancia, e Ikeda informa que la demostración es consistente con "la solución exacta de la teoría".

¿Has leído?Almacenamiento y generación de energía: una tecnología de máxima prioridad estratégica Las cadenas de suministro diversificadas son la máxima prioridad a medida que ingresamos a una economía de energía limpia

La demostración de Ikeda tuvo lugar dentro de computadoras cuánticas de IBM, pero anticipa que pronto será posible teletransportar energía a través de distancias más largas a través de una Internet cuántica, que se espera que esté en uso práctico alrededor de la década de 2030 y, eventualmente, en todo el mundo.

Además de las implicaciones para el desarrollo de las tecnologías de la información y la comunicación y de la física cuántica, permitir el comercio concreto de cantidades físicas en la red cuántica significa que nacerá un nuevo mercado económico, afirma.

A pesar de estos avances, todavía faltan muchos años para la teletransportación de los humanos, si es que alguna vez ocurre, y sigue siendo para los soñadores de viajes en el tiempo.

Los nanotubos de carbono de pared simple alineados verticalmente tienen propiedades mecánicas, eléctricas y de transporte que los hacen adecuados para diversas aplicaciones, desde la separación de membranas hasta la gestión térmica y el hilado de fibras.

También podrían utilizarse para el almacenamiento de energía, pero hasta ahora su integración generalizada en las tecnologías de próxima generación se ve frustrada por la falta de capacidades de producción en masa compatibles y económicas.

Sin embargo, parece que eso va a cambiar. Actualmente, los nanotubos suelen fabricarse sobre sustratos como obleas de silicio o cuarzo, que son rígidos, caros y aislantes eléctricamente.

Ahora, un nuevo trabajo realizado por científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore con sustratos metálicos de Inconel les ha permitido integrar los nanotubos en dispositivos flexibles, eliminando un paso de transferencia del Si a otros sustratos y minimizando las resistencias de transporte eléctrico o térmico en la interfaz nanotubo-sustrato. Esto es fundamental para aplicaciones electrónicas y de almacenamiento de energía.

Inconel es una familia de superaleaciones a base de níquel-cromo que son materiales resistentes a la corrosión y la oxidación muy adecuados para su uso en entornos extremos sujetos a presión y calor.

"La transición del crecimiento de nanotubos de carbono de alta calidad desde sustratos tradicionales de Si a láminas metálicas abre la puerta a una fabricación más económica, a gran escala, semicontinua y rollo a rollo de compuestos CNT multifuncionales, membranas nanoporosas y dispositivos electroquímicos", dijo el científico de LLNL Francesco. Fornasiero.

La síntesis de nanotubos de carbono de pared simple de alta calidad sobre láminas metálicas sería especialmente valiosa para dispositivos de almacenamiento de energía, como las baterías de iones de litio. Si bien los materiales grafíticos son comunes como ánodos, su capacidad no alcanza para cubrir las necesidades de almacenamiento de energía que evolucionan rápidamente.

Encirc Glass, un fabricante de vidrio asociado a la iniciativa de descarbonización industrial HyNet, en el noroeste de Inglaterra, y la empresa de bebidas alcohólicas Diageo han lanzado un plan para crear las primeras botellas de vidrio netas cero del mundo a escala para 2030.

Encirc planea construir un nuevo horno impulsado por una combinación de energías de electricidad verde e hidrógeno con bajas emisiones de carbono para producir hasta 200 millones de botellas para las marcas Smirnoff, Captain Morgan, Gordon's y Tanqueray de Diageo anualmente para 2030.

Se espera que la electricidad verde y el hidrógeno reduzcan las emisiones de carbono en un 90%, y que el 10% restante se elimine con tecnología de captura de carbono.

Está previsto que la producción inicial comience en 2027.

Glass Futures, una instalación local de I+D, apoyará la iniciativa probando combustibles sostenibles en hornos y desarrollando la futura tecnología de hornos necesaria para apoyar a Encirc y a la industria del vidrio en general en sus objetivos.

Adrian Curry, director general de Encirc, describe la iniciativa como un paso importante en el objetivo de producir vidrio neto cero para 2030.

“El vidrio es un material increíble, infinitamente reciclable y químicamente inerte. Existe desde el año 3500 a. C. y nunca se ha producido de esta manera. Se trata de proteger el vidrio como material abordando el desafío del carbono”.