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
További híreink
Átalakulás előtt a „jövő városrésze” Debrecenben
Átalakulás előtt a „jövő városrésze” Debrecenben
Nagy területeken tennének lehetővé mind lakáscélú, mind kereskedelmi fejlesztéseket.
Az államtitkár is kipróbálta a józsai futópályát
Az államtitkár is kipróbálta a józsai futópályát
Az utóbbi évek debreceni fejlesztései példaértékűek - mondta.
Elítélték a 22 emeletes felrobbantásával fenyegetőzőt
Elítélték a 22 emeletes felrobbantásával fenyegetőzőt
Az elmeállapota súlyos fokban korlátozott - állapította meg a Debreceni Járásbíróság.
Kósa Lajos Texasból jelentkezett be
Kósa Lajos Texasból jelentkezett be
A debreceni politikus implementálná a magyar rendszert.
ATB-vel mulat a 10 éves HALL
ATB-vel mulat a 10 éves HALL
A nagyerdei szórakozóhely születésnapot ünnepel. Kezeket fel, Debrecen!
Egy civilt indít a Jobbik Debrecenben
Egy civilt indít a Jobbik Debrecenben
Tóth-Beeri Szilvia nem nézi jó szemmel az akkumulátoripari beruházásokat.
Lezártak egy debreceni buszmegállót
Lezártak egy debreceni buszmegállót
Útfelújítást végeznek.
Vizsgabiztost akart átverni egy hajdúszováti
Vizsgabiztost akart átverni egy hajdúszováti
Hamis iratokkal szeretett volna jogosítványt szerezni.
Volt férje élettársát zaklatta
Volt férje élettársát zaklatta
Vádat emelt a Debreceni Járási Ügyészség.
Debrecenben elindult az ITalent Mentorprogram
Debrecenben elindult az ITalent Mentorprogram
Tizenegy tehetséges középiskolás kap lehetőséget.
Rekordszámú külföldi hallgató Debrecenben
Rekordszámú külföldi hallgató Debrecenben
Csaknem 7800-an tanulnak az egyetemen.
Rekordszámú külföldi hallgató Debrecenben
Rekordszámú külföldi hallgató Debrecenben
Csaknem 7800-an tanulnak az egyetemen.
Új professzorok a Debreceni Egyetemen
Új professzorok a Debreceni Egyetemen
Tizenketten kaptak egyetemi tanári kinevezést.
Nyílt napok a debreceni Kossuth-gyakorlókban
Nyílt napok a debreceni Kossuth-gyakorlókban
Több száz diák volt kíváncsi az iskolára.
Amerikai tudósé a nagy debreceni elismerés
Amerikai tudósé a nagy debreceni elismerés
A kitüntetés a kiemelkedő eredményeket elért tudósok munkáját hivatott elismerni.
Csaknem 3 milliárból kutathat a Debreceni Egyetem
Csaknem 3 milliárból kutathat a Debreceni Egyetem
Huszonkét pályamunka nyert támogatást.
Csúcstechnológiás labort adtak át Debrecenben
Csúcstechnológiás labort adtak át Debrecenben
A labor eszközeinek fejlesztésére 340 millió forintot fordítottak.
Új képalkotó berendezések a debreceni klinikán
Új képalkotó berendezések a debreceni klinikán
A gyermekellátásban használják a készülékeket.
Doppler, a debreceni agrárosok terapeutája
Doppler, a debreceni agrárosok terapeutája
Csökkenteni a stresszt, növeli a hallgatói teljesítményt.
Új imázsfilm a hallgatókkal
Új imázsfilm a hallgatókkal
A Debreceni Egyetem ajánlja magát.
Debreceni jégkorongozókat ismertek el
Debreceni jégkorongozókat ismertek el
Öt sportoló tanulmányaiban is kiemelkedő.
Vár a Balásházy!
Vár a Balásházy!
Debrecen egyetlen iskolája, ahol a mezőgazdaság ágazat képzései egy helyen megtalálhatóak
Két zsenit köszöntöttek a Debreceni Egyetemen
Két zsenit köszöntöttek a Debreceni Egyetemen
Nekik ítélték oda idén a Tankó Béla-emlékdíjat.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
47-es négysávosítása: folyamatosak az egyeztetések
47-es négysávosítása: folyamatosak az egyeztetések
2029-re készülhet el a Békéscsaba–Berettyóújfalu közti szakasz terve.
Hirdetés
Hirdetés
A pótselejtező küszöbén a magyar válogatott
A pótselejtező küszöbén a magyar válogatott
Varga Barnabás fejesével nyert a nemzeti együttes.
Hirdetés
Hirdetés
Közelednek az év leggyorsabb hullócsillagai
Közelednek az év leggyorsabb hullócsillagai
Szabad szemmel is láthatóak lesznek.
Gazdaság
Ismét meghosszabbították a kamatstopot
2022 januárjában vezették be az intézkedést.
Orbán: jön a 14. havi nyugdíj
Jövőre egy heti összeget kapnak az érintettek.
Szolidaritási adó: Balmazújváros sokallja az összeget
Egyeztetést folytatnak a minisztériummal és az államkincstárral.
Tovább emelkednek az üzemanyagárak
Rossz hír az autósoknak.
Energetikai fejlesztések Berettyóújfaluban
A város újabb lépést tett a fenntarthatóság felé.
Támogatott tartalom
Hajdú-bihari településekre gurul el a Lidl
Hajdú-bihari településekre gurul el a Lidl
A Lidl Magyarország új, úttörő kezdeményezéssel állt elő: ha a vásárló nem tud eljutni a boltba, akkor a bolt megy el hozzá.
Jövedelem, vállalati kultúra: ez is fontos a jövő mérnökeinek
Jövedelem, vállalati kultúra: ez is fontos a jövő mérnökeinek
Kiemelt volt az érdeklődés a Sensirion standjánál, a XI. Gépészeti Szakkiállításon és Állásbörzén.
Gospel Karácsony: a szeretet és az összefogás ünnepe Debrecenben
Gospel Karácsony: a szeretet és az összefogás ünnepe Debrecenben
Idén Dallasból érkezik egy harmincfős énekegyüttes. +Videók
Hirdetés
Hirdetés