Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés

Az akkumulátorok ígéretes alternatíváját fejlesztették ki Debrecenben

unideb.hu | 2023. 11. 23. | 13:38:39
Az új típusú energiatároló cellulóz alapú, biológiailag lebomló anyagokat használ adalékanyagként és membránként; a fejlesztés már a léptéknövelés fázisában tart.
Az akkumulátorok ígéretes alternatíváját fejlesztették ki Debrecenben
Lítium-alapú akkumulátorok ígéretes alternatívája (Fotó: unideb.hu)
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés

A megújuló energia hasznosíthatóságát, annak tárolási lehetőségeit hosszú ideje kutatják a DE Természettudományi és Technológiai Kar Alkalmazott Kémiai Tanszék munkatársai. – Számos akkumulátort használunk, ezek energiatároló képessége viszont limitált, ami általános gátja a megújuló energiák további terjedésének. A mai lítium-akkumulátoroknál több korlát jelentkezik, ami behatárolja a további fejlődést: kapacitásuk korlátozott és az újrahasznosíthatóságuk  körülményes. Utóbbi miatt pedig nehéz beilleszteni a körforgásos gazdaságba, ami a hosszú távú gazdasági és környezetvédelmi célokat mindenképp korlátozza. Folynak kutatások a lítium-alapú rendszerek ezen nehézségeinek megoldására, illetve a lítium más fémekkel történő kiváltására, ilyen például a mi fejlesztésünk, mely cinkanódot alkalmaz. A cink-levegő akkumulátorok ennek is egy különleges válfajai, hiszen amellett, hogy cink az anódunk, a katódfolyamatnál a levegőből nyerünk oxigént – magyarázza a kutatás alapját Nagy Tibor, a DE TTK Kémiai Intézet Alkalmazott Kémiai Tanszékének docense.

A rendszer másik előnye, hogy nagy elméleti kapacitással rendelkezik, a szakember szerint mindezek alapján ez a lítium-alapú akkumulátorok egyik legígéretesebb alternatívája.

– Nemcsak egy fél cellát vizsgáltunk, amit gyakran tesznek kutatások során, hanem összeraktunk egy teljes cink-levegő rendszert, ami már önmagában is alkalmazható akkumulátornak. Így készítettük el a prototípusunkat, ami használható az elektromos energia tárolására. A különlegessége a rendszernek, hogy egyszerűen egy cinkanódot és aktív szénkatódot alkalmaztunk, mindkettő nagyon olcsó. További előnye, hogy nem használtunk katalizátort, ezáltal a prototípusban nincs nehézfém. Az energiatárolás a katód-oldalon a levegőből kinyert oxigén segítségével valósul meg – teszi hozzá Nagy Tibor.

A prototípus a hagyományos cink-levegő rendszerekhez viszonyítottan kisebb munkafeszültség tartományban működik, ami lehetővé tette, hogy jóval kíméletesebb körülmények között dolgozzon az akkumulátor. Ennek hatására stabilabb működést tudtak elérni, háttérbe szorultak a káros, a kapacitást és az élettartamot csökkentő folyamatok.

– Cink van az anódon és az aktív szénben nincs katalizátor, tehát semmilyen katalizátort nem alkalmazunk. Ez megint azért jó, mert egyszerű és környezetbarát. Elektrolitként lúgot alkalmazunk, amit viszonylag könnyen tudunk semlegesíteni. Mindössze egy adalékunk van, az úgynevezett karboximetilcellulóz, ami cellulóz-alapú polimer. Tehát természetes eredetű és környezetbarát az a gyapjúköpeny is, ami a két elektródot elválasztja egymástól, és lehetővé teszi, hogy elektromos munkát végeztessünk az akkumulátorral. Összefoglalva, a rendszerünk könnyen előállítható, egyszerű, olcsó és könnyen újra hasznosítható, nincs benne problémás elem – sorolja a kutató.

A fejlesztési folyamat meghatározó tényezőjeként említi a szakember a megfelelő geometria alkalmazását. A cellák megtervezését követően erre a célra a 3D-nyomtatást választották, amivel kellően hatékonyan lehetett tesztelni a geometriát, illetve precízen kialakítani a cellatestet.

A kutatásban a DE TTK Alkalmazott Kémiai Tanszék munkatársai mellett a Szilárdtest Fizikai Tanszék szakemberei is részt vettek. A kutatási folyamat során több szabadalmi bejelentés is született.

– A prototípusunk elkészült, most a léptéknövelés fázisában arra koncentrálunk, hogyan lehet a teljesítményét úgy növelni, hogy a pozitív tulajdonságokat megtartsuk. Elsősorban a kapacitás növelésén dolgozunk, de a cellák összekapcsolását is elvégeztük, hogy növeljük a kimenő feszültséget. Ehhez hozzájárul az egyetem Proof of Concept pályázata, ami megadja a lehetőséget számunkra egy lényegesen nagyobb kapacitással rendelkező rendszer kidolgozására – mondja a terveket illetően Nagy Tibor.

A kutatás részleteit, eredményeit a debreceni kutatók a Journal of Energy Storage folyóiratban publikálták. A tanulmánnyal Nagy Tibor elnyerte a Gróf Tisza István Debreceni Egyetemért Alapítvány Publikációs Díját.

Hirdetés
Hirdetés
További híreink
Súlyos vádak a debreceni állatkert volt vezetőjétől
Súlyos vádak a debreceni állatkert volt vezetőjétől
Az önkormányzat pedig vizsgálatról és súlyos szakmai hibákról ír.
Újra jó formában a debreceni 326-os
Újra jó formában a debreceni 326-os
Látványosság a Nagyállomáson.
Hello Szakma újra a Nagyerdei Stadionban
Hello Szakma újra a Nagyerdei Stadionban
Több mint 80 kiállító várja az érdeklődőket Debrecenben.
Új stratégiai korszakba lépett a Debreceni Egyetem
Új stratégiai korszakba lépett a Debreceni Egyetem
Kossa György szerint a következő hat évben 150 millió eurót fordítanak kutatásra és képzésre.
Kapu Tibor Debrecent is „felvitte” a világűrbe
Kapu Tibor Debrecent is „felvitte” a világűrbe
A második magyar űrhajós a Debreceni Egyetemen mesélt a HUNOR programról és az űrbeli kísérletekről.
Fontos lépés a Debrecen–Hajdúböszörmény kerékpárúthoz
Fontos lépés a Debrecen–Hajdúböszörmény kerékpárúthoz
Nem uniós forrásokból finanszírozott közbeszerzési projekt, a részvétel lehetősége mindenki előtt nyitott
Debreceni autósoknak szól a DKV akciója
Debreceni autósoknak szól a DKV akciója
Forgalmival ingyenes az utazás.
Campus Fesztivál: nagy nevek érkezhetnek Debrecenbe
Campus Fesztivál: nagy nevek érkezhetnek Debrecenbe
Összeállt a kívánságkosár, már lehet szavazni.
Harminc ismerősét verte át a debreceni jegynepper
Harminc ismerősét verte át a debreceni jegynepper
Focimeccsekre kínált utazásokat, belépőket.
Szakadó eső a debreceni yoUDay főpróbáján
Szakadó eső a debreceni yoUDay főpróbáján
Új programot is hirdettek az egyetemistáknak.
Egykilométeres „Kánaán” a Sámsoni úton
Egykilométeres „Kánaán” a Sámsoni úton
Megtudtuk, hogy pontosan melyik szakaszon lehet kétszer két sávon közlekedni hamarosan.
Professzorát köszöntötte a Debreceni Egyetem
Professzorát köszöntötte a Debreceni Egyetem
A 85 éves Tóth Csaba emberileg és szakmailag is példát mutat - hangzott el az ünnepségen.
Új stratégiai korszakba lépett a Debreceni Egyetem
Új stratégiai korszakba lépett a Debreceni Egyetem
Kossa György szerint a következő hat évben 150 millió eurót fordítanak kutatásra és képzésre.
Kapu Tibor Debrecent is „felvitte” a világűrbe
Kapu Tibor Debrecent is „felvitte” a világűrbe
A második magyar űrhajós a Debreceni Egyetemen mesélt a HUNOR programról és az űrbeli kísérletekről.
Szakadó eső a debreceni yoUDay főpróbáján
Szakadó eső a debreceni yoUDay főpróbáján
Új programot is hirdettek az egyetemistáknak.
Professzorát köszöntötte a Debreceni Egyetem
Professzorát köszöntötte a Debreceni Egyetem
A 85 éves Tóth Csaba emberileg és szakmailag is példát mutat - hangzott el az ünnepségen.
Az ADHD-ról és a szexuális érzékenyítésről is beszélnek
Az ADHD-ról és a szexuális érzékenyítésről is beszélnek
Pszichiátriai napok a debreceni Agórában.
Együtt a Debreceni Egyetem és a Béres
Együtt a Debreceni Egyetem és a Béres
A gyógyszeripar, az oktatás és a kutatás közös jövője Debrecenben.
Rangos kitüntetést kapott a debreceni belgyógyász
Rangos kitüntetést kapott a debreceni belgyógyász
Az elismerést 1960 óta minden évben egy kiemelkedő tevékenységet folytató gasztroenterológusnak ítélik oda.
Az EU bírósága előtt a Debreceni Egyetem keresete
Az EU bírósága előtt a Debreceni Egyetem keresete
Az intézmény még 2023-ban nyújtott be periratot.
Új szakmai koordinátor a debreceni klinikán
Új szakmai koordinátor a debreceni klinikán
Molnár Ágnest szeptember elsejével nevezték ki.
Piknikezés közben kémiai kísérletek Debrecenben
Piknikezés közben kémiai kísérletek Debrecenben
Több mint kétszáz programmal várják az érdeklődőket.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Ismét fizetős lesz a belépés Velencébe
Ismét fizetős lesz a belépés Velencébe
A jegy nélküli látogatókra ötven eurótól háromszáz euróig terjedő bírságot szabhatnak ki.
Hirdetés
Hirdetés
Papír és fa égett a kabai épületben
Papír és fa égett a kabai épületben
A tűz a tetőbe is belekapott.
Hirdetés
Hirdetés
Súlyos vádak a debreceni állatkert volt vezetőjétől
Súlyos vádak a debreceni állatkert volt vezetőjétől
Az önkormányzat pedig vizsgálatról és súlyos szakmai hibákról ír.
Hirdetés
Hirdetés
Gazdaság
Hello Szakma újra a Nagyerdei Stadionban
Több mint 80 kiállító várja az érdeklődőket Debrecenben.
Százmilliós növényterápiára is készülnek Nyíradonyban
Kúriai fejlesztések európai uniós forrásból.
A KSH szerint most ennyi a magyar átlagkereset
A mediánérték jóval kevesebb.
Támogatott tartalom
Jöjjön az év utolsó grillezése!
Jöjjön az év utolsó grillezése!
Ezekre az eszközökre lehet még szükséged.
A legkiválóbb gyógyszerészeket keresik
A legkiválóbb gyógyszerészeket keresik
Pályázatot írt ki a Richter: a díjazottak kategóriánként bruttó kétmillió forint értékű elismerésben részesülnek.
Új lendületet kap Hajdú-Bihar aktív turizmusa
Új lendületet kap Hajdú-Bihar aktív turizmusa
Aláírták a 4,3 milliárd forintos támogatási szerződést.
Hirdetés
Hirdetés