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
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
További híreink
Díjat nyert a debreceni gimnazista filmje
Díjat nyert a debreceni gimnazista filmje
Budai Bence alkotás lett a legjobb magyar film.
Autók ütköztek a 33-ason, Debrecenben
Autók ütköztek a 33-ason, Debrecenben
A tűzoltók áramtalanítottak.
Drogosan okozott balesetet az Egyetem sugárúton
Drogosan okozott balesetet az Egyetem sugárúton
A debreceni rendőrök vádemelési javaslattal fejelzték be az ügyet.
Ezek a legszebb debreceni konyhakertek
Ezek a legszebb debreceni konyhakertek
Arra ösztönöznek mindenkit, hogy a kertjében ne csak fű és dísznövények legyenek.
Éjszakai, zajjal járó munkákat végeznek Hajdú-Biharban
Éjszakai, zajjal járó munkákat végeznek Hajdú-Biharban
Debrecenben is karbantartást végeznek.
Leó pápa áthelyezte Palánki Ferencet Debrecenből
Leó pápa áthelyezte Palánki Ferencet Debrecenből
A Kalocsa-Kecskeméti Főegyházmegye új érsekeként folytatja.
Fejlettség: Debrecen a hetedik, Hajdúhadház a sor végén
Fejlettség: Debrecen a hetedik, Hajdúhadház a sor végén
Felmérték, hogy egy-egy település mennyire fejlett.
Digitális EKG-k a debreceni sürgősségi klinikán
Digitális EKG-k a debreceni sürgősségi klinikán
Egy határon átnyúló pályázat keretében.
Halmozta a bűncselekményeket a debreceni férfi
Halmozta a bűncselekményeket a debreceni férfi
Ittas vezetés, becsületsértés és személyi szabadság megsértése a vád.
Jön a tizedik yoUDay Debrecenben
Jön a tizedik yoUDay Debrecenben
A sztárok mellett a helyi diákok is szórakoztatják majd a Nagyerdei Stadion közönségét.
Digitális EKG-k a debreceni sürgősségi klinikán
Digitális EKG-k a debreceni sürgősségi klinikán
Egy határon átnyúló pályázat keretében.
Jön a tizedik yoUDay Debrecenben
Jön a tizedik yoUDay Debrecenben
A sztárok mellett a helyi diákok is szórakoztatják majd a Nagyerdei Stadion közönségét.
Micsoda összefogás! Több mint 70 milliót gyűjtöttek a debreceni orvosnak
Micsoda összefogás! Több mint 70 milliót gyűjtöttek a debreceni orvosnak
Már szeptemberben elkezdheti a kezelést Kínában.
Rektori megbízottal erősített a Debreceni Egyetem
Rektori megbízottal erősített a Debreceni Egyetem
Fealadata a vállalati kapcsolatokat segítése.
Mongol állami kitüntetés a debreceni kutatónak
Mongol állami kitüntetés a debreceni kutatónak
Külföldieknek ritkán ítélik oda.
Tizenkét új professzora van Debrecennek
Tizenkét új professzora van Debrecennek
A köztársasági elnök nevezte ki őket.
Megalakult az egyetemi alapítvány új kuratóriuma
Megalakult az egyetemi alapítvány új kuratóriuma
A Gróf Tisza István Debreceni Egyetemért Alapítvány felügyelő bizottságának elnöke Dékány Dóra ügyvéd.
Egy orvos életéért gyűjtenek Debrecenben
Egy orvos életéért gyűjtenek Debrecenben
Egyetlen esélye egy kizárólag Kínában elérhető CAR-T sejtterápia lenne.
Szülői fotelágyakat kapott a debreceni gyermekklinika
Szülői fotelágyakat kapott a debreceni gyermekklinika
Mert a gyógyulást is segíti a szülő közelsége.
Porckopás: új terápiás lehetőségek előtt
Porckopás: új terápiás lehetőségek előtt
A cél: ne csak a fájdalmat enyhítsük, a betegség biológiai folyamatát is befolyásolni tudjuk – hangsúlyozta a Debreceni Egyetem adjunktusa.
Mi a szürkevíz? A Debreceni Egyetem kutatói elmagyarázzák
Mi a szürkevíz? A Debreceni Egyetem kutatói elmagyarázzák
Ez különösen a vízhiánnyal küzdő régiókban fontos kérdéssé vált.
Hirdetés
Hirdetés
Kiemelt híreink
Bevették Egert a debreceniek
Főszerepet kaptak a DVSC legfiatalabb játékosai.
Ezek a legszebb debreceni konyhakertek
Arra ösztönöznek mindenkit, hogy a kertjében ne csak fű és dísznövények legyenek.
A sámsoni Sáfián család hét generáció örökségét viszi
Őrzik a múltat, építik a jövőt Hajdúsámsonban, miközben a mai pásztorkodás kihívásaira is naponta választ kell találnia.
Új rendőrfőkapitány Hajdú-Biharban
Igazolódott, amiről júliusban már lehetett hallani.
Tárkányi: az ajtóm továbbra is nyitva a polgármester előtt
Az államtitkár cáfolja, hogy ne kereste volna Papp Lászlót.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hajdú-Bihar
Díjat nyert a debreceni gimnazista filmje
Budai Bence alkotás lett a legjobb magyar film.
Autók ütköztek a 33-ason, Debrecenben
A tűzoltók áramtalanítottak.
Drogosan okozott balesetet az Egyetem sugárúton
A debreceni rendőrök vádemelési javaslattal fejelzték be az ügyet.
Éjszakai, zajjal járó munkákat végeznek Hajdú-Biharban
Debrecenben is karbantartást végeznek.
Leó pápa áthelyezte Palánki Ferencet Debrecenből
A Kalocsa-Kecskeméti Főegyházmegye új érsekeként folytatja.
Hirdetés
Hirdetés