Efficienza termodinamica delle celle a combustibile

Una cella solare può essere modellata da un circuito elettrico equivalente. Il modello più semplice include una sorgente di corrente che rappresenta la corrente fotogenerata ([latex]I_L[/latex]), in parallelo con un diodo che rappresenta la giunzione p-n. Un modello più accurato aggiunge una resistenza di shunt in parallelo ([latex]R_{sh}[/latex]) per le correnti di dispersione e una resistenza in serie ([latex]R_s[/latex]) per la resistenza di contatto e del materiale.

Sviluppata nel 1950 da Vitaly Ginzburg e Lev Landau, è una teoria fenomenologica che descrive la superconduttività in prossimità della transizione di fase. Introduce un parametro d'ordine complesso, [latex]\Psi[/latex], per rappresentare la densità di elettroni superconduttori. La teoria descrive con successo effetti come l'effetto Meissner e prevede la distinzione tra superconduttori di tipo I e di tipo II sulla base di un unico parametro, [latex]\kappa[/latex].

Un condensatore elettrico a doppio strato (EDLC), o supercondensatore, immagazzina energia elettrostaticamente polarizzando una soluzione elettrolitica. A differenza di una batteria convenzionale, non coinvolge alcuna reazione chimica. Immagazzina energia nel doppio strato elettrico (doppio strato di Helmholtz) formato all'interfaccia tra un elettrodo ad alta superficie e un elettrolita. Ciò consente una carica e una scarica estremamente rapide e un ciclo di vita molto lungo.

Previsti teoricamente da Alexei Abrikosov nel 1957 sulla base della teoria di Ginzburg-Landau, i superconduttori di tipo II sono caratterizzati da due campi magnetici critici, [latex]H_{c1}[/latex] e [latex]H_{c2}[/latex]. Tra questi campi, entrano in uno stato misto o "vorticoso", che consente una parziale penetrazione del campo magnetico attraverso tubi di flusso quantizzati chiamati vortici di Abrikosov. Questo permette loro di rimanere superconduttori in campi magnetici molto più elevati rispetto ai superconduttori di Tipo I.

Il componente fondamentale dell'elettronica digitale moderna è il transistor, in particolare il MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). Funziona come un interruttore controllato elettronicamente. Applicando una tensione al suo terminale di gate, il flusso di corrente tra i terminali di source e drain può essere attivato (rappresentando un '1') o disattivato (rappresentando uno '0'), consentendo l'implementazione di porte logiche.

Il diagramma di Pourbaix, noto anche come diagramma potenziale/PH, è un diagramma termodinamico che mappa le fasi di equilibrio stabile di un sistema elettrochimico acquoso. Mostra graficamente le condizioni di potenziale ([latex]E_H[/latex]) e pH in cui un metallo è immune (termodinamicamente stabile), passivato (forma una pellicola protettiva stabile) o suscettibile alla corrosione (forma ioni solubili).

Una lancia termica raggiunge temperature da 3.500 °C a 4.500 °C, di gran lunga superiori a quelle delle torce convenzionali. Questo calore intenso non si limita a fondere il materiale bersaglio. Il getto di ossigeno puro provoca anche una rapida ossidazione del materiale stesso, rendendolo di fatto parte della fonte di combustibile. Questa azione combinata di fusione e combustione consente di tagliare acciaio, cemento e roccia di grosso spessore.

PUREX, acronimo di Plutonium and Uranium Recovery by Extraction, è il principale metodo industriale per il riprocessamento del combustibile nucleare esaurito. Utilizza l'estrazione liquido-liquido (LLE) per separare l'uranio e il plutonio dai prodotti di fissione altamente radioattivi. Il processo utilizza una soluzione al 30% di tributil fosfato (TBP) in un diluente idrocarburico per estrarre selettivamente U(VI) e Pu(IV) da una carica di acido nitrico.

La "tonnellata di TNT" è un'unità di misura utilizzata per quantificare grandi rilasci di energia, in particolare quelli derivanti da esplosioni. È convenzionalmente definita dagli accordi internazionali come 4,184 gigajoule (GJ). Questo valore si basa sulla densità energetica calcolata del TNT al momento della detonazione, che è di circa 4.184 J/g. Serve come riferimento standard per confrontare le rese delle armi nucleari e di altri eventi esplosivi.

L'inversione di popolazione è uno stato in un sistema di atomi o molecole in cui un numero maggiore di membri si trova in uno stato energetico eccitato più elevato rispetto a uno stato energetico inferiore. Questa condizione di non equilibrio è un prerequisito per l'amplificazione della luce tramite emissione stimolata. Senza di essa, prevarrebbe l'assorbimento e non si otterrebbe alcun guadagno netto, rendendo impossibile l'azione laser.

Sviluppata nel 1957 da John Bardeen, Leon Cooper e Robert Schrieffer, la teoria BCS fornisce una spiegazione microscopica della superconduttività convenzionale. Essa sostiene che al di sotto della temperatura critica ([latex]T_c[/latex]), gli elettroni possono superare la repulsione elettrostatica e formare coppie legate, chiamate coppie di Cooper, attraverso interazioni con il reticolo cristallino (fononi). Queste coppie si comportano come bosoni e possono condensarsi in un singolo stato quantico macroscopico.

An optical resonator, or optical cavity, is an arrangement of mirrors that forms a standing wave cavity for light waves. In a laser, it surrounds the gain medium, providing positive feedback. Light from stimulated emission reflects back and forth, passing through the gain medium multiple times, leading to significant amplification and the formation of a coherent output beam.

Il numero di Deborah è una grandezza adimensionale in reologia, utilizzata per caratterizzare la fluidità dei materiali. È il rapporto tra il tempo di rilassamento, che è una proprietà intrinseca del materiale, e la scala temporale caratteristica dell'esperimento o dell'osservazione. La formula è [latex]De = \frac{t_c}{t_p}[/latex], dove [latex]t_c[/latex] è il tempo di rilassamento e [latex]t_p[/latex] è il tempo di osservazione.