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

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
Nagy a tét a debreceni konferencián
Nagy a tét a debreceni konferencián
Több mint 470 előadás hangzik el.
Beleszólhat, ki legyen Debrecen díszpolgára
Beleszólhat, ki legyen Debrecen díszpolgára
A város napján másik két díjat is átadnak majd.
Halál a Vágóhíd utcán: beismerő segélyhívás
Halál a Vágóhíd utcán: beismerő segélyhívás
Hangfelvételeket is lejátszottak az újabb tárgyaláson, a Debreceni Járásbíróságon.
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.
Autók ütköztek a 4-es főút debreceni szakaszán
Autók ütköztek a 4-es főút debreceni szakaszán
Mentők, rendőrök a helyszínen.
Papíralapú beutaló a digitális egészségügy árnyékában
Papíralapú beutaló a digitális egészségügy árnyékában
Megtagadhatják az ellátást, ha nincs nálunk a cetli, de a felhőben látható?
Baleset a debreceni kereszteződésben
Baleset a debreceni kereszteződésben
Terelőútvonalon több járat.
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.
Kínában tüntették ki a debreceni intézet igazgatóját
Kínában tüntették ki a debreceni intézet igazgatóját
Nagyszerű híd vagyunk Magyarország és Kína – mondta.
Minőségi gyógyszerészképzés a Debreceni Egyetemen
Minőségi gyógyszerészképzés a Debreceni Egyetemen
Modern laborok, biztos szakmai jövő.
Jubileumot ünnepel a debreceni könyvtár
Jubileumot ünnepel a debreceni könyvtár
A 25 év alatt igazi tudásközponttá vált.
Szintet ugrott a debreceni könnyűzenészképzés
Szintet ugrott a debreceni könnyűzenészképzés
Mesterképzést indítanak szeptembertől.
Egyre több a tanár szakos hallgató Debrecenben
Egyre több a tanár szakos hallgató Debrecenben
Az egyetem számos intézménnyel együttműködik.
Piacképes tudást kínál a debreceni kar
Piacképes tudást kínál a debreceni kar
Ideális választás azoknak, akik kiszámítható karrierre vágynak.
Ne csak álmodozz, válj mérnökké Debrecenben!
Ne csak álmodozz, válj mérnökké Debrecenben!
A Műszaki Karon végzett mérnököket versenyképes fizetéssel várják a vállalatok.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Téli olimpia: elkezdődtek a versenyek
Téli olimpia: elkezdődtek a versenyek
A megnyitó előtt két nappal.
Hirdetés
Hirdetés
Könnyebb debreceni győzelem a vártnál
Könnyebb debreceni győzelem a vártnál
Kézilabda: egyoldalú felsőházi bajnoki rangadó az Albával szemben.
Hirdetés
Hirdetés
Nagy a tét a debreceni konferencián
Nagy a tét a debreceni konferencián
Több mint 470 előadás hangzik el.
Hirdetés
Hirdetés
Beleszólhat, ki legyen Debrecen díszpolgára
Beleszólhat, ki legyen Debrecen díszpolgára
A város napján másik két díjat is átadnak majd.
Gazdaság
Bászna-Gabona: gyorsabb kártérítés a gazdáknak
Az eljárás állami felszámoló kezébe kerül.
Hatalmas telket árvereznek a Derék utcán
Minőségi lakásállomány növelésére fordítanák az árát.
Fordulat a Dósa nádor téri ingatlanok ügyében
Közleményt adott ki a Debreceni Vagyonkezelő Zrt.
Így vallottak a vagyonukról Kósa Lajosék
Nyilvánossá vált a hajdú-bihari parlamenti képviselők vagyonnyilatkozata.
NAV: érkeznek az igazolások
Öt évig meg kell őrizni.
Hajdúnánási „összjáték”: az utolsó szó jogán
Versenyt korlátozó megállapodás közbeszerzési eljárásban bűntette miatt emeltek vádat.
Támogatott tartalom
INVADO ajtók a Gulyás Tüzépen
INVADO ajtók a Gulyás Tüzépen
Amikor a minőség találkozik az otthon stílusával.
Az EVE Energy európai bázisa Debrecenben épül
Az EVE Energy európai bázisa Debrecenben épül
Globális iparági mérce az akkumulátorgyártásban. (X)
Új vezető a Richter debreceni telephelyének élén
Új vezető a Richter debreceni telephelyének élén
A szakember több mint 20 év ipari és gyógyszeripari tapasztalattal rendelkezik.