Hirdetés
Hirdetés
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
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
Hirdetés
Hirdetés
További híreink
A legjobb ötben a debreceni karácsonyi vásár
A legjobb ötben a debreceni karácsonyi vásár
A Kossuth téri jégpálya is díjat kapott.
Megnyitott a Debreceni Egyetem balatoni campusa
Megnyitott a Debreceni Egyetem balatoni campusa
Elkészült az épület egy részének felújítása.
Vádat emelhetnek a „mezítlábas” debreceni tolvaj ellen
Vádat emelhetnek a „mezítlábas” debreceni tolvaj ellen
Véget ért a hosszú macska-egér játék.
Új korszak kezdődik a WATCH programban
Új korszak kezdődik a WATCH programban
A korábbinál is nagyobb az érdeklődés: az Agóra weboldalán lehet jelentkezni.
A debreceni huszárezred parancsnokára emlékeznek
A debreceni huszárezred parancsnokára emlékeznek
Flohr János egészen 1918 decemberéig állt az alakulat élén.
A járda a gyalogosoké! Debrecenben nem mindenhol…
A járda a gyalogosoké! Debrecenben nem mindenhol…
Laktanya utcaiak keresték meg a Cívishírt, mi pedig a képviselőhöz fordultunk.
Kitüntettek két debreceni kémiatanárnőt
Kitüntettek két debreceni kémiatanárnőt
A jövő kutatóinak mesterei: átadták a 2025. évi Magyar Kémiaoktatásért Díjakat.
Tehetséges debrecenieket díjaztak
Tehetséges debrecenieket díjaztak
Társadalmunk igazán értékes tagjai.
A Disney-nek játszik a hajdúsági virtuóz
A Disney-nek játszik a hajdúsági virtuóz
Ez korábban magyarnak még nem sikerült.
Debreceni diáklány a rangos budapesti kifutón
Debreceni diáklány a rangos budapesti kifutón
Magabiztos, elegáns és természetes megjelenéssel vonult - írják róla.
Koncertekkel jótékonykodik a Debreceni Rocksuli
Koncertekkel jótékonykodik a Debreceni Rocksuli
Mindenféle zenei stílust hallhatunk.
Angol ingatlanmogul lehet a DVSC megmentője
Angol ingatlanmogul lehet a DVSC megmentője
Sajtóhírek szerint Debrecenben tárgyalnak.
Megnyitott a Debreceni Egyetem balatoni campusa
Megnyitott a Debreceni Egyetem balatoni campusa
Elkészült az épület egy részének felújítása.
Tehetséges debrecenieket díjaztak
Tehetséges debrecenieket díjaztak
Társadalmunk igazán értékes tagjai.
A Bethlen utcán is a legmodernebb géppel mérnek
A Bethlen utcán is a legmodernebb géppel mérnek
Két új csontsűrűség-vizsgáló berendezést adtak át Debrecenben.
Karácsonyi dallamok a debreceni bevásárlóközpontban
Karácsonyi dallamok a debreceni bevásárlóközpontban
Négy héten át zenélnek a Debreceni Egyetem Zeneművészeti Kar hallgatói.
Rangos elismerés a fiatal debreceni kutatónak
Rangos elismerés a fiatal debreceni kutatónak
Fejlesztése hozzájárulhat a környezeti károsodások pontosabb feltérképezéséhez.
Élőben közvetítették a debreceni szívműtéteket
Élőben közvetítették a debreceni szívműtéteket
Nagyváradon rendeztek konferenciát.
Hajdúböszörményé az országos dicsőség
Hajdúböszörményé az országos dicsőség
A Debreceni Egyetem egyik hallgatóját is elismerték.
Rangos díjat kapott a debreceni oktató
Rangos díjat kapott a debreceni oktató
Fazekas Attila munkáját Kalmár-díjjal ismerték el.
Újabb rangsorban debütált a Debreceni Egyetem
Újabb rangsorban debütált a Debreceni Egyetem
Tíz hazai felsőoktatási intézményt vizsgáltak.
Új szupergép a debreceni egészségügy szolgálatában
Új szupergép a debreceni egészségügy szolgálatában
A várólisták csökkennek – hangzott el.
Rangos díjat kapott a debreceni professzor
Rangos díjat kapott a debreceni professzor
Amerikában vette át az elismerést.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Báránd körül kozmetikázzák tavasszal a 42-est
Báránd körül kozmetikázzák tavasszal a 42-est
Egy rövid szakasz megújul, de a kamionok tovább gyalulják a maradék úthibákat.
Hirdetés
Hirdetés
Csendes idővel búcsúzik november
Csendes idővel búcsúzik november
Többnyire felhős lesz felettünk az ég.
Hirdetés
Hirdetés
A legjobb ötben a debreceni karácsonyi vásár
A legjobb ötben a debreceni karácsonyi vásár
A Kossuth téri jégpálya is díjat kapott.
Hirdetés
Hirdetés
Gazdaság
Kikapcsolási moratóriumot hirdetett az MVM
Az ünnepekkor senki nem marad energia nélkül.
Ezért méregdrága az alma Magyarországon
Minden idők leggyengébb termésmennyiségét hozta az idei esztendő.
Black Friday: ezekre érdemes figyelni
A hatóságok is ellenőrzik az akciókat.
A DK lezárná a devizahiteles válságot
Törvényjavaslattal készülnek.
P+R Debrecenben: nem csodafegyver?
A déli városrészben épülhet meg az első – a DERKE nincs elájulva a tervtől.
Támogatott tartalom
Kitüntettek két debreceni kémiatanárnőt
Kitüntettek két debreceni kémiatanárnőt
A jövő kutatóinak mesterei: átadták a 2025. évi Magyar Kémiaoktatásért Díjakat.
Hajdúsámsonból üzentek Európának
Hajdúsámsonból üzentek Európának
A miniszterhelyettes szerint a választók háború és béke között döntenek.
Műkincsek Debrecenben, kalapács alatt
Műkincsek Debrecenben, kalapács alatt
Különleges festmények és ritka műtárgyak a Villás Galériában.
Tiszacsege íze a harcsában is rejlik
Tiszacsege íze a harcsában is rejlik
A helyi üzem kézi munkával dolgozza fel az afrikai harcsát – a minőség és a közösség ereje tartja életben.
Hirdetés
Hirdetés