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

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
Debreceni advent: a szeretet lángja is fellobbant
Debreceni advent: a szeretet lángja is fellobbant
A várakozás után ráfordulunk az ünnepre.
Szűrővizsgálatokkal is segített a DEKOM Domboson
Szűrővizsgálatokkal is segített a DEKOM Domboson
Többeket évek óta nem látott háziorvos.
Debreceni hajléktalanoknál járt a DEKOM
Debreceni hajléktalanoknál járt a DEKOM
Csokoládét gyűjtöttek egyetemisták.
Lovak, tanyasi programok a debreceni Kortaportán
Lovak, tanyasi programok a debreceni Kortaportán
Hangtálas évbúcsúztató is lesz.
Pályafelújítások a MÁV-nál: Debrecen is jól jár
Pályafelújítások a MÁV-nál: Debrecen is jól jár
Sokféle beavatkozás, de egy közös cél – közölte a vezérigazgató.
Végső búcsút vettek Kálloy Molnár Pétertől
Végső búcsút vettek Kálloy Molnár Pétertől
Családtagjai, pályatársai kísérték utolsó útjára.
Gyémánttá csiszolt sorsok: kuláklistától az életműdíjig
Gyémánttá csiszolt sorsok: kuláklistától az életműdíjig
Dr. Kántor Sándorné Dr. Varga Tündét megfosztották álmától, de végül a matematika és fizika ünnepelt doktora lett Debrecenben.
A DEBEX állami gondozottakat halmozott el
A DEBEX állami gondozottakat halmozott el
A debreceni extrémsportpark közössége példát mutatott.
Már lehet regisztrálni díjmentes parkolásra
Már lehet regisztrálni díjmentes parkolásra
A DV Parking Kft. a jogosultságot minden esetben ellenőrzi
Új orvosigazgatót neveztek ki Debrecenben
Új orvosigazgatót neveztek ki Debrecenben
A nagy hagyományokra épülő, jeles elődök által vezetett szakmai műhely munkáját viheti tovább.
Részben visszakapták útjukat a szepesiek
Részben visszakapták útjukat a szepesiek
Megnyitották a forgalom előtt.
Szűrővizsgálatokkal is segített a DEKOM Domboson
Szűrővizsgálatokkal is segített a DEKOM Domboson
Többeket évek óta nem látott háziorvos.
Debreceni hajléktalanoknál járt a DEKOM
Debreceni hajléktalanoknál járt a DEKOM
Csokoládét gyűjtöttek egyetemisták.
Gyémánttá csiszolt sorsok: kuláklistától az életműdíjig
Gyémánttá csiszolt sorsok: kuláklistától az életműdíjig
Dr. Kántor Sándorné Dr. Varga Tündét megfosztották álmától, de végül a matematika és fizika ünnepelt doktora lett Debrecenben.
Új orvosigazgatót neveztek ki Debrecenben
Új orvosigazgatót neveztek ki Debrecenben
A nagy hagyományokra épülő, jeles elődök által vezetett szakmai műhely munkáját viheti tovább.
A debreceni modellt Berettyóújfaluban is bevezetik
A debreceni modellt Berettyóújfaluban is bevezetik
A korszerűsítés részeként új helyen alakítják ki az alapellátási ügyeletet.
De mi van az Nemzeti Oltóanyaggyárral?
De mi van az Nemzeti Oltóanyaggyárral?
Az influenzajárvány idején újra és újra felvetődik a debreceni vakcina-előállítás kérdése.
Karácsonyi ebéd a debreceni hajléktalanoknak
Karácsonyi ebéd a debreceni hajléktalanoknak
Többfogásos menüt szolgálnak fel az elesetteknek.
Szájápolással tehetsz a szívinfarktus ellen
Szájápolással tehetsz a szívinfarktus ellen
Alkalmazható népegészségügyi eredményt értek el Debrecenben
Változtatási tilalomról is határozott a közgyűlés
Változtatási tilalomról is határozott a közgyűlés
Gohér utca, Egyetem tér, Vekeri-tó – ezek is szóba kerültek az ülésen.
Száz magyar előadót jelentett be a Campus
Száz magyar előadót jelentett be a Campus
A 2026-os fesztivál július 22. és 26. között lesz a Nagyerdőn.
„Világbajnok” röntgengép állt szolgálatba Debrecenben
„Világbajnok” röntgengép állt szolgálatba Debrecenben
Jelentősen növeli a tüdőgyógyászati beavatkozások pontosságát,
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Útdíjemelés: kamionosok tiltakoznak a fővárosban
Útdíjemelés: kamionosok tiltakoznak a fővárosban
Már több kilométeres a torlódás az M3-ason.
Hirdetés
Átadták az M4-es újabb szakaszát
Átadták az M4-es újabb szakaszát
Most 34 kilométer készült el.
Hirdetés
Hirdetés
Csaknem 200 rongálás a MÁV vonalain
Csaknem 200 rongálás a MÁV vonalain
A vandalizmus rengeteg kárt okoz a társaságnak.
Hirdetés
Hirdetés
Gazdaság
Családi ház 70 millióért? A Dryvit Profi Kft. megépíti
Hajdúböszörményben lakópark épül.
Adventi ellenőrzés: záporoztak a bírságok
Termékeket, szolgáltatásokat vettek górcső alá.
KSH: több mint 692 ezer a bruttó átlagkereset
Közölték az októberi adatokat.
Debrecen is ultragyors e-töltővel gazdagodik
A fejlesztések célja, hogy a vásárlók a decemberi, ünnepi időszakban is gyorsan és megbízhatóan tölthessék elektromos járműveiket.
De mi van az Nemzeti Oltóanyaggyárral?
Az influenzajárvány idején újra és újra felvetődik a debreceni vakcina-előállítás kérdése.
Támogatott tartalom
Berendezéseket cserélnének a Balmazújvárosi úton
Berendezéseket cserélnének a Balmazújvárosi úton
Műszakilag elavultak a meglévők. A Debreceni Vízmű Zrt. pályázata.
A csendes technológia
A csendes technológia
Hogyan változtatják meg a modern fűtési rendszerek az akusztikus komfortot?
Egyre több a megrendelés?
Egyre több a megrendelés?
Így támogathatod a növekedést a cég pénzügyeiben.
Fedezze fel Hajdúszoboszló adventi meglepetéseit!
Fedezze fel Hajdúszoboszló adventi meglepetéseit!
Szálláskedvezmények, gasztronómiai ajánlatok, családi és baráti kikapcsolódást kínáló programok.
Hirdetés
Hirdetés