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
További híreink
Debrecen erősíti tehetséggondozó szerepét
Debrecen erősíti tehetséggondozó szerepét
Összekapcsolódik az oktatás, a kutatás és az innováció.
Sprichst du Deutsch? Debreceni gimnazista a győztes
Sprichst du Deutsch? Debreceni gimnazista a győztes
A Debreceni Református Kollégium diákja nyert.
Talentum-díjas a debreceni tudós
Talentum-díjas a debreceni tudós
Az elismerésre érdemes kutatók Szent-Györgyi Alberthez hasonlóan itthon végzik a munkájuk jelentős részét.
Türelmet kérnek a debreceniektől
Türelmet kérnek a debreceniektől
Az Erzsébet utcán fokozott figyelemmel közlekedjenek.
A debreceni belvárosban garázdálkodtak
A debreceni belvárosban garázdálkodtak
Az ittas férfi és nő belekötött mindenkibe és mindenbe.
Késnek a vonatok a debreceni vonalon
Késnek a vonatok a debreceni vonalon
A baleseti helyszínelés miatt.
Szürkevíz Debrecenben: az önkormányzat feljelentést tett
Szürkevíz Debrecenben: az önkormányzat feljelentést tett
A köznyugalom megzavarására alkalmas valótlan állítások hangzanak el - írják.
Párt kapott a debreceni állatkert oroszlánja
Párt kapott a debreceni állatkert oroszlánja
Egyelőre úgy tűnik, működik a kapcsolat.
Húsvét: erősít a MÁV a debreceni vonalon
Húsvét: erősít a MÁV a debreceni vonalon
Arra kérik az utasokat, hogy lehetőleg előre váltsák meg jegyeiket.
Tavaszi szünetet „tart” a DKV
Tavaszi szünetet „tart” a DKV
A debreceni közlekedési rend igazodik a tanítási szünethez.
Debrecen erősíti tehetséggondozó szerepét
Debrecen erősíti tehetséggondozó szerepét
Összekapcsolódik az oktatás, a kutatás és az innováció.
Sprichst du Deutsch? Debreceni gimnazista a győztes
Sprichst du Deutsch? Debreceni gimnazista a győztes
A Debreceni Református Kollégium diákja nyert.
Talentum-díjas a debreceni tudós
Talentum-díjas a debreceni tudós
Az elismerésre érdemes kutatók Szent-Györgyi Alberthez hasonlóan itthon végzik a munkájuk jelentős részét.
Két kategóriában is csúcsra ért a Debreceni Egyetem
Két kategóriában is csúcsra ért a Debreceni Egyetem
A tavalyi hallgatóbarát győzelem és kancellári különdíj után idén is az élmezőnyben végzett az intézmény.
Farmakoterápia menedzsment szak indul Debrecenben
Farmakoterápia menedzsment szak indul Debrecenben
Gyakorlatorientáltság és multidiszciplináris szemlélet.
Létrejött a Debrecen-Hongkong kapcsolat
Létrejött a Debrecen-Hongkong kapcsolat
A most megkötött megállapodás lehetőséget teremt az együttműködés kereteinek bővítésére is - írják.
Tíz év múlva már robot fog előadást tartani Debrecenben?
Tíz év múlva már robot fog előadást tartani Debrecenben?
Az egyetem rendezvényén ez is szóba került.
Újabb sebészeti robotot adtak át Debrecenben
Újabb sebészeti robotot adtak át Debrecenben
Mellkassebészeti, valamint fül-orr-gégészeti beavatkozásoknál alkalmazzák majd.
Befektetés a jövőbe: megújult a debreceni székház
Befektetés a jövőbe: megújult a debreceni székház
Pályázati forrásból, két év alatt.
Kreatív teremtés és a nyomában járó rombolás
Kreatív teremtés és a nyomában járó rombolás
A fogyasztás kétarcúságáról is szó esett Debrecenben.
Új doktorokat avattak Debrecenben
Új doktorokat avattak Debrecenben
Összesen 128-an vehették át a PhD-fokozat megszerzését igazoló oklevelet.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Több ezer tonna hulladék az utak mentén
Több ezer tonna hulladék az utak mentén
A tisztaság és fenntarthatóság közös felelősségünk!
Hirdetés
Hirdetés
Penészes lehet a Dörmi piskóta
Penészes lehet a Dörmi piskóta
Termékvisszahívás.
Milka csokoládékat hívtak vissza
Milka csokoládékat hívtak vissza
Ha allergiás, ne fogyassza el!
Gazdaság
Gyorsabban elkészül a debreceni csomópont-átépítés
Csökkenhet a torlódás a Külsővásártéren és környékén.
Januárban a bruttó átlagkereset 840 600 forint volt
Megérkezett a KSH legfrissebb kimutatása.
35-ös: fellélegezhetnek a józsai földikutyák
Elkészültek az északi elkerülő tervei, közvilágítást kap a futókör, aszfaltozások Debrecen legnépesebb településrészén.
Sámsoni út: őszre elkészülnek
Sikeres közbeszerzés esetén jöhet az aluljáró és a Kassai útig tartó szakasz.
Húsvéti ellenőrzés: kedvező tapasztalatok
Sonkákat, tojásokat, kalácsokat, édességeket és alkoholos italokat vizsgáltak.
Hirdetés
Hirdetés
Támogatott tartalom
A csend ereje: BMW elektromos modellek kedvezményekkel
A csend ereje: BMW elektromos modellek kedvezményekkel
Zéró emisszió, maximális élmény – BMW tavaszi ajánlatok.
Rágcsálókat kell irtani Debrecenben
Rágcsálókat kell irtani Debrecenben
Nyílt pályázati eljárás.
Új promóció: Hot Buzzer-napok Debrecenben
Új promóció: Hot Buzzer-napok Debrecenben
Egy grátisz gombnyomással azonnali nyeremények várnak rád!
Hirdetés