Advances, challenges, and environmental impacts in metal-air battery electrolytes

Efficient energy storage technologies are vital in the current efforts towards decarbonisation. Batteries, as one of the most versatile electrochemical energy storage systems, have the potential to shape the transition from the current climate crisis scenario to a carbon neutral and sustainable future. In particular, metal-air batteries are gaining scientific and industrial interest as promising contenders to the ubiquitous lithium-ion batteries. The electrolyte plays a critical role in metal-air batteries as it determines the battery performance, its safety and the operating lifespan. The low-density, ease of processing, good thermal and electrochemical stability, mechanically stiff but ductile character, electrically insulating properties and tailor-made chemistry make polymers singularly interesting to be applied as a separator/liquid electrolyte pair, gel-electrolytes or solid-electrolytes. Accordingly, in this work the current bottlenecks and challenges in metal-air batteries are presented, with particular emphasis on the electrolyte design. The implementation of aqueous liquid electrolytes, organic liquid electrolytes, polymer membranes soaked in liquid electrolytes, gel-like electrolytes and solid-state electrolytes is discussed and the environmental impacts associated with metal-air batteries are analysed within a Circular Economy perspective. We expect this work can guide future efforts in the development of potentially sustainable next generation metal-air batteries

Compositional engineering of perovskites and charge dynamics studies for solar cells applications

Programa de Doctorado en Biotecnología, Ingeniería y Tecnología QuímicaLínea de Investigación: Cinética Química, Fotofísica y FotoquímicaClave Programa: DBICódigo Línea: 12Esta memoria recoge un extenso estudio sobre las celdas solares de perovskita (CSP). Después de un período de investigación de aproximadamente 60 años, la tecnología utilizando perovskitas híbridas metal-orgánicas ha revolucionado el campo de la fotovoltaica tras alcanzar eficiencias por encima del 22% debido principalmente a sus excelentes propiedades optoelectrónicas y a un proceso de fabricación de bajo coste. Los dispositivos fotovoltaicos de perovskita se componen generalmente de varias capas, por lo que, para la obtención de altas eficiencias es necesario optimizar no solo los distintos materiales que componen cada capa sino también su espesor. Además, este material permite la modificación de sus propiedades cuando se incorpora o intercambian tanto los cationes orgánicos como los iones haluro. Una variación en la composición química puede resultar en un incremento de absorción y en las propiedades ópticas de la perovskita. Sin embargo, una de las principales desventajas que presenta este material es su degradación en condiciones ambientales, que se puede ver acelerada cuando además de la humedad, está expuesto a altas temperaturas o alta iluminación. En este contexto general, el primer capítulo de esta memoria se focaliza en el estudio de las capas adicionales para la extracción de cargas. Aunque el material de perovskita presenta un carácter ambipolar, (la capacidad de transportar tanto huecos como electrones), generalmente se utilizan capas adicionales transportadoras de huecos y electrones respectivamente que favorecen la extracción de cargas disminuyendo así la recombinación. En esta memoria, se investigaron varios materiales transportadores de huecos, desde polímeros semiconductores a pequeñas moléculas orgánicas y se examinó cómo afectan los distintos niveles energéticos, las propiedades transportadoras de carga, el contacto entre interfaces y su degradación. Por otro lado, el material comúnmente utilizado para la extracción de electrones consiste en nanopartículas de TiO2 depositadas por técnicas en disolución (spin-coating). Con el objetivo de obtener una deposición homogénea y controlada, en este trabajo se utilizó la técnica de deposición física en fase vapor (PVD-OAD), Con esta técnica es posible variar el ángulo de incidencia para depositar nanocolumnas verticales 1D. Éstas estructuras 1D resultaron incrementar no solo la extracción de carga (y así la eficiencia) sino también la estabilidad frente a la estructura mesoporosa 3D. En el segundo capítulo, se realizó un estudio de la estabilidad de las fases, la morfología de la capa de perovskita, la histéresis, y el rendimiento general de los dispositivos en función de la composición química de la perovskita. Además, el empleo de la técnica de deposición de un solo paso con la adición de un disolvente apolar conlleva una mejora en la estructura cristalina de la perovskita. Ello disminuye las fronteras de grano y la recombinación lo cual mejora de manera notable la eficiencia de los dispositivos. El objetivo final de esta tesis es la fabricación de celdas solares de perovskitas eficientes y estables, así como la comprensión de su funcionamiento a nivel fundamental. Por este motivo en el tercer capítulo se realizó un estudio del impacto de la degradación en los dispositivos. Para ello, las muestras con diferentes composiciones químicas de perovskita y diferentes materiales transportadores de huecos se expusieron a altos porcentajes de humedad y se estudiaron sus modificaciones tanto morfológicas como su variación en la dinámica de cargas. Se concluyó que aunque los materiales poliméricos presentan una mayor resistencia a la degradación por humedad, la acumulación de carga en la interfaz HTM/perovskita, puede generar una degradación más rápida. Además, como posible solución para evitar la degradación del material de perovskita, en el cuarto y último capítulo se introdujo como dopante un líquido iónico prefluorinado que posee un carácter hidrofóbico. Tras la adición y optimización de este dopante, se consiguieron capas de perovskita que eran estables más de 100 días cuando se expusieron a altos índices de humedad.Universidad Pablo de Olavide. Departamento de Sistemas Físicos, Químicos y NaturalesPostprin

El derecho de resistencia en Thomas Jefferson dentro del contexto de la independencia y en el desarrollo constitucional de los Estados Unidos

La presente tesis estudia el derecho de resistencia en los escritos y en la actividad política de Thomas Jefferson, tercer presidente de los Estados Unidos y redactor de la Declaración de Independencia. El hecho de considerar el pensamiento de un autor que no publicó obras sistemáticas, ha hecho necesario que la investigación haya partido de la lectura e interpretación de miles de documentos jeffersonianos publicados (desde cartas a proyectos de Ley) y se haya recorrido el camino teórico junto a la vida política de Jefferson. La investigación, además de la exposición de las raíces históricas del pensamiento de Jefferson, establece la concepción del derecho de resistencia y estudia su desarrollo y aplicación a lo largo de la vida del autor, desde la Revolución Americana a la lucha de los estados de Nueva Inglaterra contra el embargo aprobado a propuesta del propio Jefferson, pasando por la Revolución Francesa, las “Aliens and Sedition Acts” y la dramática elección presidencial de 1800-1801. Jefferson está lejos de ser un político de la acción y siempre procura la justificación en principios de sus decisiones, tanto cuando era un líder revolucionario, como cuando enviaba fuerzas militares contra los insurrectos. Se estudia también la arquitectura constitucional de las primeras décadas de los Estados Unidos desde la perspectiva de la “resistencia institucionalizada”, es decir, las instituciones como un medio para producir los efectos de una resistencia o una revolución, pero sin la ruptura que significa y, aún menos, sin la violencia que conlleva. Thomas Jefferson ve que numerosos mecanismos de la Constitución institucionalizan la resistencia y otros, muy al contrario, pueden ser una institucionalización del despotismo. Con esta idea se recorre la visión jeffersoniana de la representación, de la separación horizontal de poderes, cada uno de los tres poderes con especial atención del poder judicial, así como la separación vertical de poderes que es el federalismo. Para finalizar expondremos la idea jeffersoniana de sociedad y economía que es en sí misma un remedio contra la tiranía

El hurto pecuario

Objetivos Generales: - Analizar, conocer y delimitar la figura del Hurto Pecuario en la legislación de Panamá. - Identificar los supuestos que sustentan que el Hurto Pecuario no es un delito autónomo. - Plantear elementos jurídicos que acreditan la necesidad de una modificación al artículo 217 del Código Penal. - Analizar aspectos fundamentales de la vía administrativa que ayudaría a prevenir el hurto pecuario. Objetivos Específicos: - Plantear los aspectos fundamentales que denotan del porque la vía penal hasta el momento no ha sido la solución para corregir el flagelo del hurto pecuario. - Identificar los elementos principales que demuestren que se trata más de un problema social que de un problema del derecho penal. -Analizar la evolución que ha tenido este delito en la legislación penal de Panamá, en pasar de una modalidad agravada a ser un delito autónomo. - Reconocer los principales fundamentos jurídicos que sustentan que el delito de hurto pecuario no debe ser considerado un delito autónomo, sino una modalidad agravada del hurto simple

Beneficial effects of karate on the proprioception and coordination of young people with Down syndrome: a two-year follow up

Resumen Objetivos: establecer el impacto de las artes marciales en el desarrollo de habilidades motoras, específicamente sobre la propiocepción, en jóvenes afectados por síndrome de Down. Diseño: en este estudio participan 7 adolescentes en los que se evalúa secuencialmente el control postural antes, durante y después de 2 años de entrenamiento de karate. Se adaptaron tres pruebas (prueba de sentadillas, del flamenco y de velocidad del movimiento del brazo) para realizar un análisis de la propiocepción. Resultados: concluimos que la incorporación del karate en la rutina deportiva de jóvenes afectados por síndrome de Down conlleva una mejora en su equilibrio y coordinación general

Monitoring vegetation using remote sensing time series data: a review of the period 1996-2017

Analyzing time series data with remote sensing provides a better understanding of vegetation dynamics, since previous conditions and changes that have occurred over a given period are known. The objective of this paper was to analyze the current status and recent advances in the use of time series data obtained from remote sensors for vegetation monitoring. A systematic search of scientific papers was performed and 167 papers were found, published during the period 1996 to 2017. No significant difference in the amount of years analyzed was found between time series analyzed with a single sensor and those analyzed with a combination of several sensors (i.e. Landsat and SPOT, Landsat and Sentinel, among others). However, the combination of data from different sensors (fusion of images) can improve the quality of the results. Specialattention must also be given to the fusion of optical and radar data, since this offers more unique spectral and structural information for land cover and land use assessments. Highlights Remote sensing provides a better understanding of vegetation dynamics. The number of vegetation monitoring papers published using time series data are becoming more frequent. The fusion of Landsat and Sentinel-2 satellite data shows great potential for timely monitoring of rapid changes. The fusion of optical and radar data points to a new trend in remote sensing, including the use of geospatial open data sources.Analyzing time series data with remote sensing provides a better understanding of vegetation dynamics, since previous conditions and changes that have occurred over a given period are known. The objective of this paper was to analyze the current status and recent advances in the use of time series data obtained from remote sensors for vegetation monitoring. A systematic search of scientific papers was performed and 167 papers were found, published during the period 1996 to 2017. No significant difference in the amount of years analyzed was found between time series analyzed with a single sensor and those analyzed with a combination of several sensors (i.e. Landsat and SPOT, Landsat and Sentinel, among others). However, the combination of data from different sensors (fusion of images) can improve the quality of the results. Specialattention must also be given to the fusion of optical and radar data, since this offers more unique spectral and structural information for land cover and land use assessments. Highlights Remote sensing provides a better understanding of vegetation dynamics. The number of vegetation monitoring papers published using time series data are becoming more frequent. The fusion of Landsat and Sentinel-2 satellite data shows great potential for timely monitoring of rapid changes. The fusion of optical and radar data points to a new trend in remote sensing, including the use of geospatial open data sources

Toward commercialization of stable devices : an overview on encapsulation of hybrid organic-inorganic perovskite solar cells

Perovskite solar cells (PSCs) represent a promising technology for energy harvesting due to high power conversion efficiencies up to 26%, easy manufacturing, and convenient deposition techniques, leading to added advantages over other contemporary competitors. In order to promote this technology toward commercialization though, stability issues need to be addressed. Lately, many researchers have explored several techniques to improve the stability of the environmentally-sensitive perovskite solar devices. Challenges posed by environmental factors like moisture, oxygen, temperature, and UV-light exposure, could be overcome by device encapsulation. This review focuses the attention on the different materials, methods, and requirements for suitable encapsulated perovskite solar cells. A depth analysis on the current stability tests is also included, since accurate and reliable testing conditions are needed in order to reduce mismatching involved in reporting the efficiencies of PSC

Sustainable Collagen Blends with Different Ionic Liquids for Resistive Touch Sensing Applications

Considering the sustainable development goals to reduce environmental impact, sustainable sensors based on natural polymers are a priority as the large im plementation of these materials is required considering the Internet of Things (IoT) paradigm. In this context, the present work reports on sustainable blends based on collagen and different ionic liquids (ILs), including ([Ch][DHP], [Ch][TSI], [Ch][Seri]) and ([Emim][TFSI]), processed with varying contents and types of ILs in order to tailor the electrical response. Varying IL types and contents leads to different interactions with the collagen polymer matrix and, therefore, to varying mechanical, thermal, and electrical properties. Collagen/[Ch][Seri] samples display the most pronounced decrease of the tensile strength (3.2 ± 0.4 MPa) and an increase of the elongation at break (50.6 ± 1.5%). The best ionic conductivity value of 0.023 mS cm–1 has been obtained for the sample with 40 wt % of the IL [Ch][Seri]. The functional response of the collagen–IL films has been demonstrated on a resistive touch sensor whose response depends on the ionic conductivity, being suitable for the next generation of sustainable touch sensing devices.Grant PID2021-124294OB-C22 funded by MCI/AEI10.13039/501100011033 and by “ERDF A way of making Europe”. This work was supported by the Basque Government through the research groups of the Basque university system (IT1658-22). This work was also supported by the Portuguese Foundation for Science and Technology (FCT) under strategic funding UIDB/04650/2020, UID/FIS/04650/2021, projects MIT-EXPL/TDI/0033/2021 and POCI-01-0247-FEDER-046985

Novel Concept of Micro Patterned Micro Titer Plates Fabricated via UV-NIL for Automated Neuronal Cell Assay Read-Out

The UV-nanoimprint lithography(UV-NIL) fabrication of a novel network of micron-sized channels, forming an open channel microfluidic system is described. Details about the complete manufacturing process, from mastering to fabrication in small batches and in high throughput with up to 1200 micro titer plates per hour is presented. Deep insight into the evaluation of a suitable UV-curable material, mr-UVCur26SF is given, presenting cytotoxic evaluation, cell compatibility tests and finally a neuronal assay. The results indicate how the given pattern, in combination with the resist, paves the way to faster, cheaper, and more reliable drug screening.This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement NO. 646260. The research was also partially supported by NextGenMicrofluidics project under HORIZON2020 with grant agreement no 862092

Performance and stability of mixed FAPbI3(0.85)MAPbBr3(0.15) halide perovskite solar cells under outdoor conditions and the effect of low light irradiation

We demonstrate for the first time, the real lifetime response of mixed halide perovskite solar cells (PSCs) for >1000 h under outdoor conditions and the exceptional photoresponse observed at low-light intensities attributed to the ionic-electronic nature of the material. The investigated devices were fabricated by utilizing mixed perovskites containing formamidinium (FA) and methylammonium (MA) cations, in a one step solution-process method through a solvent engineering approach. The devices' architecture is FTO/TiO (blocking layer) TiO (mesoporous)/FAPbIMAPbBr/Spiro-OMeTAD/Au. Notably, low short circuit current (J) was observed at low light intensities (1000 h under real outdoor conditions and the strong ionic component observed at low light irradiation