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
Berendezéseket cserélnének a Balmazújvárosi úton
Berendezéseket cserélnének a Balmazújvárosi úton
Műszakilag elavultak a meglévők. A Debreceni Vízmű Zrt. pályázata.
Új vizek felé tart Debrecen
Új vizek felé tart Debrecen
Megvan a Civaqua 2-ről szóló támogatói szerződés.
Új célok a debreceni gyógyszeripari klaszternél
Új célok a debreceni gyógyszeripari klaszternél
Az elnökséget újraválasztották.
Kitüntették a debreceni belgyógyászt
Kitüntették a debreceni belgyógyászt
Ehhez a díjhoz kimagasló szakmai tevékenység szükséges.
A kormány 12,9 milliárddal kevesebbet szán Debrecenre
A kormány 12,9 milliárddal kevesebbet szán Debrecenre
Módosították több állami beruházás finanszírozását.
Eldől, ifjúsági főváros lesz-e Debrecen
Eldől, ifjúsági főváros lesz-e Debrecen
Lezárult a közönségszavazás is; kialakult a döntő mezőnye.
Helytálltak a debreceni klarinétosok
Helytálltak a debreceni klarinétosok
Erős mezőnyben kellett versenyezniük.
Kitüntették a debreceni belgyógyászt
Kitüntették a debreceni belgyógyászt
Ehhez a díjhoz kimagasló szakmai tevékenység szükséges.
Orvosok tettek esküt Debrecenben
Orvosok tettek esküt Debrecenben
Ötvenkilencen vették át diplomájukat.
Hópihe és Marcipán a gyermekklinikán
Hópihe és Marcipán a gyermekklinikán
A DEKOM Mikulása Debrecenben.
Spanyolországban álltak helyt a debreceni egyetemisták
Spanyolországban álltak helyt a debreceni egyetemisták
Nemzetközi csapatokban kellett dolgozniuk.
Szabadjára engedték a fantáziát Debrecenben
Szabadjára engedték a fantáziát Debrecenben
A hídtervezés egyik legfontosabb része a méretezés.
Hétmilliós támogatás a Debreceni Gyermekklinikának
Hétmilliós támogatás a Debreceni Gyermekklinikának
A pénz több fejlesztéshez is hozzájárul.
A színháznak és az egyetemnek is jobb együtt
A színháznak és az egyetemnek is jobb együtt
Újabb intézményi szövetség Debrecenben.
Új röntgengépek a debreceni betegellátásban
Új röntgengépek a debreceni betegellátásban
Pontosabb, biztonságosabb műtéti beavatkozásokat tesznek lehetővé.
Kivágta a rezet a Kossuth diákja
Kivágta a rezet a Kossuth diákja
A debreceni középiskolás rangos nemzetközi versenyen remekelt.
Csúcskategóriás műszer a debreceni klinikán
Csúcskategóriás műszer a debreceni klinikán
Milliméteres pontossággal dolgozik.
Ünnepi fényekbe öltöznek az egyetemi campusok
Ünnepi fényekbe öltöznek az egyetemi campusok
A Debreceni Egyetem új kezdeményezését is megcsodálhatjuk.
Megnyitott a Debreceni Egyetem balatoni campusa
Megnyitott a Debreceni Egyetem balatoni campusa
Elkészült az épület egy részének felújítása.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Állatot karácsonyra? A szakértők nem ajánlják
Állatot karácsonyra? A szakértők nem ajánlják
Egy kutya vagy macska akár 15-20 évig is élhet, folyamatos gondoskodást, odafigyelést és anyagi ráfordítást igényelve.
Hirdetés
Hirdetés
Több mint 3000 tonna szaloncukrot vesznek a magyarok
Több mint 3000 tonna szaloncukrot vesznek a magyarok
Az ízesítések, a recepttúrák sokat változtak az elmúlt 100 évben.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Gazdaság
Berendezéseket cserélnének a Balmazújvárosi úton
Műszakilag elavultak a meglévők. A Debreceni Vízmű Zrt. pályázata.
Lesz elég hal a karácsonyi asztalra
Azt ígérik, a tavalyi áron.
Egyre több a megrendelés?
Így támogathatod a növekedést a cég pénzügyeiben.
Megvalósultak az infrastrukturális fejlesztések Görbeházán
Megújult közösségi terek és bővülő szolgáltatások a településen
Ismert debreceni fideszeseknek szólt be Magyar Péter
A TISZA elengedné a közlekedési múzeumot, inkább a Nagyállomást venné „kezelésbe”.
Hirdetés
Hirdetés
Támogatott tartalom
A csendes technológia
A csendes technológia
Hogyan változtatják meg a modern fűtési rendszerek az akusztikus komfortot?
Fedezze fel Hajdúszoboszló adventi meglepetéseit!
Fedezze fel Hajdúszoboszló adventi meglepetéseit!
Szálláskedvezmények, gasztronómiai ajánlatok, családi és baráti kikapcsolódást kínáló programok.
Kihívást jelent az online marketing?
Kihívást jelent az online marketing?
Egy SEO ügynökség lehet a megoldás.
Szárítógépek és panelélet
Szárítógépek és panelélet
Így oldható meg a teregetés erkély nélkül is.