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
Hirdetés
További híreink
Tűz volt a debreceni toronyházban
Tűz volt a debreceni toronyházban
A tizedik emeleten csaptak fel a lángok.
Nincs pénz a debreceni ingatlan fejlesztésére
Nincs pénz a debreceni ingatlan fejlesztésére
Nyolc éve cserélt gazdát a belvárosi telek.
Kitüntették a hajdú-bihari rendőrfőnököt
Kitüntették a hajdú-bihari rendőrfőnököt
A közösség érdekében végzett munkájának elismeréseként.
A TISZA velük győzné le a Fideszt Hajdú-Biharban
A TISZA velük győzné le a Fideszt Hajdú-Biharban
Debrecenben és országszerte is eredményt hirdettek.
Kivágta a rezet a Kossuth diákja
Kivágta a rezet a Kossuth diákja
A debreceni középiskolás rangos nemzetközi versenyen remekelt.
Baleset a Panoráma úti kereszteződésben
Baleset a Panoráma úti kereszteződésben
Két autó ütközött össze Debrecen közelében.
Csúcskategóriás műszer a debreceni klinikán
Csúcskategóriás műszer a debreceni klinikán
Milliméteres pontossággal dolgozik.
Közlekedési múzeum: már a tervezés a tét
Közlekedési múzeum: már a tervezés a tét
A mostani tervpályázati látványtervek mutatják, milyen lehet a kiállítótér.
Életmentés közben bírálták a debreceni mentőket
Életmentés közben bírálták a debreceni mentőket
A szemtanúk sürgették, kritizálták, szidalmazták, fenyegették az egyenruhásokat.
Ünnepi fényekbe öltöznek az egyetemi campusok
Ünnepi fényekbe öltöznek az egyetemi campusok
A Debreceni Egyetem új kezdeményezését is megcsodálhatjuk.
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.
Tehetséges debrecenieket díjaztak
Tehetséges debrecenieket díjaztak
Társadalmunk igazán értékes tagjai.
A Bethlen utcán is a legmodernebb géppel mérnek
A Bethlen utcán is a legmodernebb géppel mérnek
Két új csontsűrűség-vizsgáló berendezést adtak át Debrecenben.
Karácsonyi dallamok a debreceni bevásárlóközpontban
Karácsonyi dallamok a debreceni bevásárlóközpontban
Négy héten át zenélnek a Debreceni Egyetem Zeneművészeti Kar hallgatói.
Rangos elismerés a fiatal debreceni kutatónak
Rangos elismerés a fiatal debreceni kutatónak
Fejlesztése hozzájárulhat a környezeti károsodások pontosabb feltérképezéséhez.
Élőben közvetítették a debreceni szívműtéteket
Élőben közvetítették a debreceni szívműtéteket
Nagyváradon rendeztek konferenciát.
Hajdúböszörményé az országos dicsőség
Hajdúböszörményé az országos dicsőség
A Debreceni Egyetem egyik hallgatóját is elismerték.
Rangos díjat kapott a debreceni oktató
Rangos díjat kapott a debreceni oktató
Fazekas Attila munkáját Kalmár-díjjal ismerték el.
Újabb rangsorban debütált a Debreceni Egyetem
Újabb rangsorban debütált a Debreceni Egyetem
Tíz hazai felsőoktatási intézményt vizsgáltak.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Vitányi István: nem az ellenféllel foglalkozom
Vitányi István: nem az ellenféllel foglalkozom
Egyértelmű az ajánlatunk - írja a Fidesz politikusa.
Hirdetés
Hirdetés
Hajdúsámson közössége nem csak házat emelt
Hajdúsámson közössége nem csak házat emelt
Advent első vasárnapján nyitotta meg kapuit az Áldások Háza.
Hirdetés
Hirdetés
Lövöldözés egy kaliforniai születésnapon
Lövöldözés egy kaliforniai születésnapon
Legkevesebb 4 halálos áldozata van az ámokfutásnak.
Hirdetés
Hirdetés
Gazdaság
Megújult a bárándi úthálózat
Modern, biztonságos utak szolgálják immár a lakosságot.
Közlekedési múzeum: már a tervezés a tét
A mostani tervpályázati látványtervek mutatják, milyen lehet a kiállítótér.
KSH: kevesebben dolgoznak, mint tavaly
A munkakeresés átlagos időtartama 12 hónapot vett igénybe.
Kikapcsolási moratóriumot hirdetett az MVM
Az ünnepekkor senki nem marad energia nélkül.
Támogatott tartalom
Kitüntettek két debreceni kémiatanárnőt
Kitüntettek két debreceni kémiatanárnőt
A jövő kutatóinak mesterei: átadták a 2025. évi Magyar Kémiaoktatásért Díjakat.
Hajdúsámsonból üzentek Európának
Hajdúsámsonból üzentek Európának
A miniszterhelyettes szerint a választók háború és béke között döntenek.
Műkincsek Debrecenben, kalapács alatt
Műkincsek Debrecenben, kalapács alatt
Különleges festmények és ritka műtárgyak a Villás Galériában.
Tiszacsege íze a harcsában is rejlik
Tiszacsege íze a harcsában is rejlik
A helyi üzem kézi munkával dolgozza fel az afrikai harcsát – a minőség és a közösség ereje tartja életben.