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
A szárazságtól az agytekervényekig a Debreceni Egyetemen
A szárazságtól az agytekervényekig a Debreceni Egyetemen
Az év problémáira is választ keresnek a Kutatók Éjszakáján.
Öregdiákok találkoznak Debrecenben
Öregdiákok találkoznak Debrecenben
Az egyetem idén is megrendezi a népszerű eseményt.
Bababántalmazás: bocsánatkérés az utolsó szó jogán
Bababántalmazás: bocsánatkérés az utolsó szó jogán
A hajdúszoboszlói bűnügyben a Debreceni Ítélőtábla hirdethet jogerős határozatot.
Albérletárak: megtorpanás Debrecenben
Albérletárak: megtorpanás Debrecenben
Egyre több tényező akadályozza a drágulást.
Visszavonta a labor a debreceni Semcorp mérési eredményeit
Visszavonta a labor a debreceni Semcorp mérési eredményeit
A vállalat kérte a termelés felfüggesztéséről szóló hatósági határozat eltörlését.
Hajléktalanok Debrecenben: szigorúbb fellépés jöhet
Hajléktalanok Debrecenben: szigorúbb fellépés jöhet
Ez nem csupán köztisztasági kérdés – hangsúlyozta Széles Diána.
Apáti keményen beleállt a két debreceni tiszásba
Apáti keményen beleállt a két debreceni tiszásba
A témát a szeptember 7-i debreceni közmeghallgatás adta a Mi Hazánk politikusának.
Az Egyetem tér átalakításáról egyeztettek Debrecenben
Az Egyetem tér átalakításáról egyeztettek Debrecenben
A historizáló francia kert műemléki jellegének megtartása létfontosságú.
Gőzerővel készülnek a debreceni stadionshow-ra
Gőzerővel készülnek a debreceni stadionshow-ra
Szepte,ber 16-án rendezik a yoUDay-t.
A szárazságtól az agytekervényekig a Debreceni Egyetemen
A szárazságtól az agytekervényekig a Debreceni Egyetemen
Az év problémáira is választ keresnek a Kutatók Éjszakáján.
Öregdiákok találkoznak Debrecenben
Öregdiákok találkoznak Debrecenben
Az egyetem idén is megrendezi a népszerű eseményt.
Az Egyetem tér átalakításáról egyeztettek Debrecenben
Az Egyetem tér átalakításáról egyeztettek Debrecenben
A historizáló francia kert műemléki jellegének megtartása létfontosságú.
Gőzerővel készülnek a debreceni stadionshow-ra
Gőzerővel készülnek a debreceni stadionshow-ra
Szepte,ber 16-án rendezik a yoUDay-t.
Fókuszban a gazdasági biztonság a debreceni konferencián
Fókuszban a gazdasági biztonság a debreceni konferencián
A szakmai találkozót október 1-jén rendezik meg.
Egy debreceni a Sándor-palotában
Egy debreceni a Sándor-palotában
Rektori megbízást adott át Baka András
Papp László: legyetek ti is debreceniek!
Papp László: legyetek ti is debreceniek!
Az egyetem tanévnyitóján nem vett részt a polgármester – ezt a miniszter kérte.
Új tanév, új tervek a Debreceni Egyetemen
Új tanév, új tervek a Debreceni Egyetemen
Lannert Judit a felsőoktatás előtt álló változásokról, Bács Zoltán az egyetem lehetőségeiről beszélt a Főnix Arénában.
Tavasszal belevágnának az egyetemi park megújításába
Tavasszal belevágnának az egyetemi park megújításába
Fontos egyeztetés következik a debreceni közügyben.
Jubiláló diplomásokat köszöntöttek Debrecenben
Jubiláló diplomásokat köszöntöttek Debrecenben
Olyanokat, akik 50, 60, 65, 70 éve végeztek.
Kiemelt híreink
Visszavonta a labor a debreceni Semcorp mérési eredményeit
A vállalat kérte a termelés felfüggesztéséről szóló hatósági határozat eltörlését.
Hajléktalanok Debrecenben: szigorúbb fellépés jöhet
Ez nem csupán köztisztasági kérdés – hangsúlyozta Széles Diána.
Nyolcvan hektár égett le Egyek külterületén
Két napig oltották a lángokat.
Meztelen autós ütközött oszlopnak a Tócóskertben
A mentők a debreceni kórházba szállították.
Korszerűsítik a forgalmas debreceni szervizutat
Útfelújítás kezdődött az Attila téren.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hajdú-Bihar
A szárazságtól az agytekervényekig a Debreceni Egyetemen
Az év problémáira is választ keresnek a Kutatók Éjszakáján.
Öregdiákok találkoznak Debrecenben
Az egyetem idén is megrendezi a népszerű eseményt.
Bababántalmazás: bocsánatkérés az utolsó szó jogán
A hajdúszoboszlói bűnügyben a Debreceni Ítélőtábla hirdethet jogerős határozatot.
Hirdetés
Hirdetés