The role of hierarchical morphologies in the superior gas sensing performance of CuO-based chemiresistors

The development of gas sensors with innovative designs and advanced functional materials has attracted considerable scientific interest given their potential for addressing important technological challenges. This work presents new insight towards the development of high-performance p-type semiconductor gas sensors. Gas sensor test devices, based on copper (II) oxide (CuO) with innovative and unique designs (urchin-like, fiber-like, and nanorods), are prepared by a microwave-assisted synthesis method. The crystalline composition, surface area, porosity, and morphological characteristics are studied by X-ray powder diffraction, nitrogen adsorption isotherms, field-emission scanning electron microscopy and high-resolution transmission electron microscopy. Gas sensor measurements, performed simultaneously on multiple samples, show that morphology can have a substantial influence on gas sensor performance. An assembly of urchin-like structures is found to be most effective for hydrogen detection in the range of parts-per-million at 200 °C with 300-fold larger response than the previously best reported values for semiconducting CuO hydrogen gas sensors. These results show that morphology plays an important role in the gas sensing performance of CuO and can be effectively applied in the further development of gas sensors based on p-type semiconductors. High-performance gas sensors based on CuO hierarchical morphologies with in situ gas sensor comparison are reported. Urchin-like morphologies with high hydrogen sensitivity and selectivity that show chemical and thermal stability and low temperature operation are analyzed. The role of morphological influences in p-type gas sensor materials is discussed. Copyright © 2013 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

Experimental results and thermodynamic analysis of a natural gas small scale cogeneration plant for power and refrigeration purposes

In this work, experimental results are reported for a small scale cogeneration plant for power and refrigeration purposes. The plant includes a natural gas microturbine and an ammonia/water absorption chiller fired by steam. The system was tested under different turbine loads, steam pressures and chiller outlet temperatures. An evaluation based on the 1st and 2nd Laws of Thermodynamics was also performed. For the ambient temperature around 24°C and microturbine at full load, the plant is able to provide 19 kW of saturated steam at 5.3 bar (161 °C), corresponding to 9.2 kW of refrigeration at -5 °C (COP = 0.44). From a 2nd law point-of-view, it was found that there is an optimal chiller outlet temperature that maximizes the chiller exergetic efficiency. As expected, the microturbine presented the highest irreversibilities, followed by the absorption chiller and the HRSG. In order to reduce the plant exergy destruction, it is recommended a new design for the HRSG and a new insulation for the exhaust pipe. © 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Effects of soil and foliar application of soluble silicon on mineral nutrition, gas exchange, and growth of potato plants

Silicon can alleviate biotic and abiotic stresses in several crops, and it has beneficial effects on plants under nonstressed conditions. However, there is still doubt about foliar-applied Si efficiency and Si effects on mineral nutrition, physiological processes, and growth of potato (Solanum tuberosum L.) plants under wellwatered conditions. The objective of this study was to evaluate the effect of soil and foliar application of soluble Si on Si accumulation, nutrients, and pigments concentration as well as gas exchange and growth of potato plants. The experiment was conducted under greenhouse conditions in pots containing 35 dm3 of a Typic Acrortox soil. The treatments consisted of a control (no Si application), soil application of soluble Si (50 mg dm-3 Si), and foliar application of soluble Si (three sprays of 1.425 mM Si water solution, prepared with a soluble concentrate stabilized silicic acid), with eight replications. Both soil and foliar application of Si resulted in higher Si accumulation in the whole plant. Foliar application of Si resulted in the greatest Si concentration in leaves, and soil application increased Si concentration in leaves, stems, and roots. Silicon application, regardless of the application method, increased leaf area, specific leaf area, and pigment concentration (chlorophyll a and carotenoids) as well as photosynthesis and transpiration rates of wellwatered potato plants. However, only soil application increased P concentration in leaves and dry weight of leaves and stems. © Crop Science Society of America.

Periodic compression of an adiabatic gas: Intermittency-enhanced Fermi acceleration

A gas of non-interacting particles diffuses in a lattice of pulsating scatterers. In the finite-horizon case with bounded distance between collisions and strongly chaotic dynamics, the velocity growth (Fermi acceleration) is well described by a master equation, leading to an asymptotic universal non-Maxwellian velocity distribution scaling as v∼t. The infinite-horizon case has intermittent dynamics which enhances the acceleration, leading to v∼t ln t and a non-universal distribution. © Copyright EPLA, 2013.

Greenhouse gas mitigation potential from green harvested sugarcane scenarios in São Paulo State, Brazil

Brazil is a major sugarcane producer and São Paulo State cultivates 5.5 million hectares, close to 50% of Brazil's sugarcane area. The rapid increase in production has brought into question the sustainability of biofuels, especially considering the greenhouse gas (GHG) emissions associated to the agricultural sector. Despite the significant progress towards the green harvest practices, 1.67 million hectares were still burned in São Paulo State during the 2011 harvest season. Here an emissions inventory for the life cycle of sugarcane agricultural production is estimated using IPCC methodologies, according to the agriculture survey data and remote sensing database. Our hypothesis is that 1.67 million hectares shall be converted from burned to green harvest scenarios up to years 2021 (rate 1), 2014 (rate 2) or 2029 (rate 3). Those conversions would represent a significant GHG mitigation, ranging from 50.5 to 70.9 megatons of carbon dioxide equivalent (Mt CO2eq) up to 2050, depending on the conversion rate and the green harvest systems adopted: conventional (scenario S1) or conservationist management (scenario S2). We show that a green harvest scenario where crop rotation and reduced soil tillage are practiced has a higher mitigation potential (70.9 Mt CO2eq), which is already practiced in some of the sugarcane areas. Here we support the decision to not just stop burning prior to harvest, but also to consider other better practices in sugarcane areas to have a more sustainable sugarcane based ethanol production in the most dense cultivated sugarcane region in Brazil. © 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Matrix Effects on Water Analysis for Alkylphenols Using Solid Phase Extraction Gas Chromatography-Mass Spectrometry

Gas chromatography with mass spectrometry is frequently used for the quantification of many classes of substances, including alkylphenols. Alkylphenol polyethoxylates are nonionic surfactants used in a wide variety of industrial and consumer applications. Alkylphenol polyethoxylates can degrade to alkylphenols, which are endocrine disruptors. In analytical validation procedures, the most common parameters studied are the detection and quantification limits, linearity, and recovery; however, the matrix effects are sometimes neglected. Although some investigators have evaluated matrix effects, there is no consensus on how to evaluate them during method validation. In this study, the matrix effects of alkylphenol polyethoxylates (nonylphenol monoethoxylate, nonylphenol diethoxylate, octylphenol monoethoxylate, octylphenol diethoxylate) and alkylphenols (nonylphenol and octylphenol) were studied using solid phase extraction and gas chromatography-mass spectrometry analysis. For alkylphenol polyethoxylates, the matrix effects ranged from 16 to 4692%, whereas for alkylphenols (nonylphenol and octylphenol), the effects were insignificant. Therefore, constructing an analytical curve in the matrix for alkylphenol polyethoxylates is essential. © 2013 Copyright Taylor and Francis Group, LLC.

Estudo experimental do funcionamento de um sistema gas-lif

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Desarrollo del gas lutita (shale gas) y su impacto en el mercado energético: reflexiones para Centroamérica

La producción de shale gas o gas natural de lutita en los Estados Unidos ha sorprendido al mundo por su rápido desarrollo y repercusión en la disminución del precio del combustible y el aumento de reservas de hidrocarburos. Este desarrollo ha crecido junto con la oferta de petróleo y de condensados de gas natural. Se estima que los Estados Unidos serían autosuficientes en petróleo y superavitarios en gas natural en menos de 30 años. El renovado impulso de los hidrocarburos no-convencionales empieza a ser visto como una "revolución energética" que dará nuevo dinamismo a la economía de ese país. Por su novedad, la evaluación completa de estos desarrollos confronta dificultades metodológicas, estadísticas y de conocimiento científico, tecnológico, social y económico. Las regiones de los Estados Unidos y Canadá con yacimientos de shale gas comprobados son muchas. Sin embargo, dado lo novedoso de su explotación, no existe historial suficientemente largo para sacar conclusiones sobre procesos de exploración, picos y declives de producción y técnicas de recuperación de los recursos. Las analogías y extrapolaciones de las experiencias varían entre plays o conglomerados de yacimientos. Las dudas crecen ante la discordancia entre la creciente producción de gas y precios de mercado inferiores a los costos. También se escuchan advertencias sobre los potenciales efectos nocivos de su explotación en el medio ambiente y comunidades aledañas. Hay dudas sobre los posibles efectos de la técnica de "fracturamiento hidráulico" (fracking) y los disolventes químicos empleados en mantos freáticos y agua potable. Este documento se compone de cinco capítulos. En el primero se aborda el tema de la explotación de shale gas, desde el origen, la producción, la economía y los impactos de la exploración y producción de shale gas, hasta algunas peculiaridades del entorno de negocios y de los sistemas legal, financiero e impositivo. Dada su vasta experiencia en producción de hidrocarburos, los Estados Unidos cuentan con numerosas empresas proveedoras de bienes y servicios para la exploración y explotación de shale gas. Legisladores y autoridades de todos los niveles aplican instrumentos legales y procesan debates y opiniones para ir encontrando soluciones a los retos y cuestionamientos relacionados. En el capítulo II se presenta un análisis de escenarios y proyecciones al año 2035. Se discuten las dinámicas que pueden convertir a los Estados Unidos en exportador neto de gas natural. Se asume que el energético menos costoso termina dominado el mercado. Sin embargo, el shale gas tiene un largo proceso por recorrer antes de desbancar a las grandes industrias de energía con muchas décadas en el mercado. Se revisa el crecimiento de reservas y producción en abasto a una demanda creciente, que a su vez requerirá que los sistemas de transporte, almacenamiento y distribución de combustible se sigan expandiendo y que los precios de mercado continúen bajos o aumenten lentamente, mientras los del crudo serían sustancialmente mayores. Esta diferencia de precios está motivando la sustitución de combustibles. Las tecnologías de "gas a líquidos", "gas comprimido", "celdas de gas metano" y otras seguirán abriendo espacio, hasta sustituir las tecnologías basadas en hidrocarburos líquidos que han dominado el desarrollo energético por más de un siglo. La etapa de transición hacia lo que los teóricos consideran que será la era de los energéticos renovables se está volviendo realidad. Pero no hay indicios de que los combustibles tradicionales simplemente desaparecerán para dar paso a los energéticos renovables. Más bien, el shale gas se desarrolla como una nueva capa tendiente a envolver todo el mercado, sobre la cual se irá acomodando gradualmente el resto de los energéticos renovables. Así está sucediendo ya en la industria eléctrica debido a la flexibilidad de los ciclos combinados basados en gas natural, en especial su capacidad de reducir e incrementar su carga, conservando altos rendimientos térmicos. Esta flexibilidad permitirá que el resto de las fuentes alternativas (eólica, solar, mareomotriz y las que se vayan incorporando), cuya capacidad de generación es variable, se acomoden en forma combinada. En el III capítulo se describe la situación del gas natural en México, donde los bajos precios del combustible, el avance tecnológico, el manejo político del marco legal ambiental y social, además de la expansión de las redes de transporte, almacenamiento y distribución, también están cambiando. Se espera que el shale gas sea una nueva fuente de riqueza y de energía a bajo costo, pero, el proceso tomará varios años o décadas antes de que las expectativas se hagan realidad. Existen dudas sobre la forma de materializar este potencial en el país. Un primer problema para México es su propia definición constitucional de la propiedad y explotación de los hidrocarburos por un monopolio de Estado, Pemex. Este modelo resulta inadecuado para explotar shale gas a gran escala. Otro problema está representado por los altos costos de logística presionados por la rapidez del ciclo de producción, cuyos picos y declives se alcanzan a pocas semanas de iniciada la perforación. El declive puede ser tan rápido hasta volver incosteable mantener los equipos en un solo lugar por demasiado tiempo. Pemex no parece adaptada para trabajar en una dinámica logística de gran velocidad, en la que los equipos de perforación y de trabajadores deben desplazarse entre numerosas operaciones. Por estas razones, México parece destinado a experimentar una primera etapa consumiendo shale gas barato importado de los Estados Unidos. Para ello se construyen redes de gasoductos a lo largo de la frontera, por donde se irá recibiendo el gas y acostumbrándose a él. Después vendrán los grandes debates nacionales para decidir quiénes serán los protagonistas de este nuevo desarrollo, si Pemex o empresas privadas. Las reformas resultantes deberán plasmarse en la Constitución y reglamentarse en leyes secundarias; se diseñarán nuevos modelos impositivos y regulatorios. A esto se agregará la preocupación por los impactos sociales y ambientales de esta industria, la escasez de proveedores especializados y la necesidad de capacitar gran número de trabajadores, los cuales podrían ser contratados por Pemex o por el sector privado, dependiendo del modelo que se adopte en las reformas. El ritmo de aprovechamiento del shale gas mexicano será lento. Este reto no ha sido discutido en México. Se habla de los reacomodos del mercado de gas natural como fenómeno de corto plazo, referido a los precios presentes. Mientras tanto, el desabasto de gas natural se convierte en tema central de la política industrial. ¿Quién pagará el sobreprecio del gas natural licuado (LNG) en las escasas terminales de regasificación del país? En el capítulo IV se presenta el balance de exportaciones e importaciones de gas natural de América del norte. El reto de México a mediano plazo se perfila como la necesidad de desarrollar su propia industria gasera y extender las redes de gasoductos y de electricidad, hasta unir el sur y el norte del país, desarrollando simultáneamente la región oeste en la costa del Pacífico. Con el gas natural como punta de lanza, la industria energética irá configurando una nueva geografía industrial. Ahora corresponde al sistema político crear las condiciones institucionales para que esa dinámica se extienda por todo el territorio nacional. En el capítulo V se abordan algunas implicaciones y retos para los países de Centroamérica. Se discute la posibilidad de consolidar consorcios regionales sólidos, capaces de negociar contratos con México para abastecer gas natural a largo plazo, además de financiar los gasoductos necesarios. También se analizan algunos escenarios favorables en el caso de la negociación de suministros de gas natural en el marco de los tratados de libre comercio que los países de dicha subregión tienen con los Estados Unidos.

Informes de reuniones sobre gestión ambiental de proyectos hidrocarburíferos de Ecuador = Report on meetings on the environmental management of Ecuadorian oil and natural gas projects

Presenta los objetivos y las etapas del programa de trabajo sobre gestion ambiental en proyectos hidrocarboniferos en el Ecuador; y recoge la valoracion y conclusiones de dos seminarios sobre el tema, asi como los resultados del Encuentro colombo-ecuatoriano sobre la dimension ambiental en la explotacion petrolera.

The manufacture of basic industrial equipment in Argentina: II: The production, transport and refining of petroleum and natural gas: the petrochemical industries = Estudio sobre la fabricación de equipos industriales de base en la Argentina: II: Producción, transporte y refinación de petróleo y gas natural: industrias petroquímicas

Includes bibliography

Determinantes de la inversión en el sector petróleo y gas en la Argentina

Incluye Bibliografía

La Argentina y el Estado Plurinacional de Bolivia, más que partícipes de una frontera común: Desarrollo sostenible, inversiones y política en torno a los recursos del gas natural

Incluye bibliografía.