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
További híreink
Négy év alatt messzire jutott a Debreceni Egyetem
Négy év alatt messzire jutott a Debreceni Egyetem
Lezárták 2025-öt, megnyitották 2026-ot.
Autók ütköztek a debreceni kereszteződésben
Autók ütköztek a debreceni kereszteződésben
Mentő is érkezett a helyszínre.
Halál a Vágóhíd utcán: ítélet előtt
Halál a Vágóhíd utcán: ítélet előtt
A védelem felmentést kér, a vádhatóság letöltendő szabadságvesztést a debreceni baleset ügyében.
Kezdődik a nagy debreceni parkolótakarítás
Kezdődik a nagy debreceni parkolótakarítás
A munkák ütemezetten valósulnak meg - írják.
Soulwave Debrecenben: Eltört Szívek Klubja
Soulwave Debrecenben: Eltört Szívek Klubja
Fonogram-díjas slágerekkel érkeznek péntek 13-án a városba.
Illegálisan átalakított kocsik Debrecen utcáin
Illegálisan átalakított kocsik Debrecen utcáin
Több autót is berendeltek soron kívüli műszaki vizsgára.
Elhivatott segítőket képez az Egészségtudományi Kar
Elhivatott segítőket képez az Egészségtudományi Kar
A kar képzései ma már négy városban – köztük Debrecenben és Nyíregyházán is – elérhetők.
Debreceni Egyetem: fókuszban a kiberbiztonság
Debreceni Egyetem: fókuszban a kiberbiztonság
Szakmai beszélgetést tartottak.
Forgalomkorlátozás lép életbe a Tégláskertben
Forgalomkorlátozás lép életbe a Tégláskertben
A szennyvízcsatorna-építési munkák folytatódnak a debreceni városrészben.
Négy év alatt messzire jutott a Debreceni Egyetem
Négy év alatt messzire jutott a Debreceni Egyetem
Lezárták 2025-öt, megnyitották 2026-ot.
Elhivatott segítőket képez az Egészségtudományi Kar
Elhivatott segítőket képez az Egészségtudományi Kar
A kar képzései ma már négy városban – köztük Debrecenben és Nyíregyházán is – elérhetők.
Debreceni Egyetem: fókuszban a kiberbiztonság
Debreceni Egyetem: fókuszban a kiberbiztonság
Szakmai beszélgetést tartottak.
A jövő orvosai Debrecenben
A jövő orvosai Debrecenben
Követelmény a két emelt szintű érettségi: biológiából, a másik pedig fizikából vagy kémiából.
Biztos jövőkép a Debreceni Egyetem Fogorvostudományi Karán
Biztos jövőkép a Debreceni Egyetem Fogorvostudományi Karán
A szakokat folyamatosan fejlesztik, igazodva a technológiai és szakmai elvárásokhoz.
Több mint ötszáz mérnök kezdhet jól keresni
Több mint ötszáz mérnök kezdhet jól keresni
A mérnökök megbecsült emberek, és jól is keresnek - hangzott el Debrecenben.
Nagy a tét a debreceni konferencián
Nagy a tét a debreceni konferencián
Több mint 470 előadás hangzik el.
Gyerekeket látott vendégül a debreceni műszaki kar
Gyerekeket látott vendégül a debreceni műszaki kar
Fejlődésüket elősegítő programokkal várták őket.
A népbetegségek gyógyításáért szerződtek Debrecenben
A népbetegségek gyógyításáért szerződtek Debrecenben
Stratégiai megállapodást kötött a Debreceni Egyetem az AstraZenecával.
Újabb mérföldkő a Debreceni Egyetem életében
Újabb mérföldkő a Debreceni Egyetem életében
A GE HealthCare-rel 2017 óta dolgoznak együtt.
Piacképes diplomát kínál a debreceni jogi kar
Piacképes diplomát kínál a debreceni jogi kar
Számos pozícióban biztos elhelyezkedést jelent a diploma.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Négy év alatt messzire jutott a Debreceni Egyetem
Négy év alatt messzire jutott a Debreceni Egyetem
Lezárták 2025-öt, megnyitották 2026-ot.
Hirdetés
Strandfejlesztés: már dolgoznak Püspökladányban
Strandfejlesztés: már dolgoznak Püspökladányban
Csempe, fólia, feszített víztükör, beléptető rendszer, napvitorla, kabinok – mindez május 1-jére elkészülne.
Hirdetés
Hirdetés
„Veszélyes” sört hívott vissza az Auchan
„Veszélyes” sört hívott vissza az Auchan
Másodlagos erjedés miatt vonják ki a forgalomból.
Hirdetés
Hirdetés
Bászna Gabona: letartóztatták a vezérigazgatót
Bászna Gabona: letartóztatták a vezérigazgatót
A nyomozóhatóság szerint csaknem tízmilliárd forintot sikkasztott.
Hirdetés
Hirdetés
Gazdaság
Nagyot lép előre Püspökladány 2026-ban
Belvárosi közösségi tér, út-, iparterület- és energetikai fejlesztés is kilátásban.
Áramütés veszélye az IKEA-terméknél
A kábel szigetelése nem megfelelő.
Nem csak a foci vonzotta a Loki új tulajdonosát
Más potenciált is lát Debrecenben Mark Stott, aki továbbtanulás helyett autókkal kezdett kereskedni annak idején.
Fagykár: kétmilliárdos keretösszeg nyílt meg
Ültetvények cseréjére lehet igényelni forrást.
Fűtéskorszerűsítés családi házakban
Valódi alternatíva a hőszivattyú?
Támogatott tartalom
Soulwave Debrecenben: Eltört Szívek Klubja
Soulwave Debrecenben: Eltört Szívek Klubja
Fonogram-díjas slágerekkel érkeznek péntek 13-án a városba.
Nem mindenki örül a debreceni autós uralomnak
Nem mindenki örül a debreceni autós uralomnak
Az utasnak jó a tarifaközösség, csak annak a költségét is kell fizetnie valakinek a nap végén.
Hatalmas telket árvereznek a Derék utcán
Hatalmas telket árvereznek a Derék utcán
Minőségi lakásállomány növelésére fordítanák az árát.