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.

További híreink
Stílusos motorosok vonultak Debrecenben
Stílusos motorosok vonultak Debrecenben
A férfiak egészségének fontosságára hívták fel a figyelmet.
Lelátóval bővült a pallagi edzőközpont
Lelátóval bővült a pallagi edzőközpont
Az NB III-as csapat immár hazai pályán játszhatja meccseit.
Patkányinvázió egy debreceni panelházban
Patkányinvázió egy debreceni panelházban
Már a tizedik emeltig is felmásznak.
Gyászol a debreceni művészeti élet
Gyászol a debreceni művészeti élet
Elhunyt Majoros László.
A szakképzésé volt a főszerep Debrecenben
A szakképzésé volt a főszerep Debrecenben
Családi napot tartottak a Dósa nádor téren.
Növelik a Keleti-főcsatorna vízkészletét
Növelik a Keleti-főcsatorna vízkészletét
Emelik a duzzasztás szintjét a Tiszalöki Vízlépcsőnél.
Hatalmas lángok Nádudvaron és Bökönyben
Hatalmas lángok Nádudvaron és Bökönyben
Sok dolguk volt hajdú-bihari tűzoltóknak.
Halálos tűz Debrecenben
Halálos tűz Debrecenben
Próbálta eloltani a lángokat, de súlyos égési sérüléseket szenvedett.
Lovaskocsikkal, hintókkal vonultak Debrecenben
Lovaskocsikkal, hintókkal vonultak Debrecenben
Több száz végzős hallgató búcsúzott az egyetemi évektől.
Ismét virágot osztanak Debrecen
Ismét virágot osztanak Debrecen
Egynyári virágokat és balkonnövény-palántákat.
Mérnökfesztivál gyerekeknek az Emerson | NI-nál
Mérnökfesztivál gyerekeknek az Emerson | NI-nál
A debreceni üzemére büszke nagyvállalat küldetésének tartja, hogy a diákok nyissanak a műszaki ismeretek felé.
Lovaskocsikkal, hintókkal vonultak Debrecenben
Lovaskocsikkal, hintókkal vonultak Debrecenben
Több száz végzős hallgató búcsúzott az egyetemi évektől.
Kutatás és közösség: ez a debreceni szakkollégium
Kutatás és közösség: ez a debreceni szakkollégium
Konferenciát tartottak a debreceni DAB Székházban.
Elhunyt Debrecen neves professzora
Elhunyt Debrecen neves professzora
1988 óta volt a debreceni magyar irodalomtörténeti képzés nagyra becsült oktatója
Új korszak a debreceni érsebészeti ellátásban
Új korszak a debreceni érsebészeti ellátásban
Elvégezték az első sürgősségi stentgraft-beültetést.
Extrém katasztrófahelyzetben bizonyítottak a debreceniek
Extrém katasztrófahelyzetben bizonyítottak a debreceniek
Katasztrófa- és honvédorvosi versenyt rendeztek.
Megvédte bajnoki címét a Debreceni Egyetem
Megvédte bajnoki címét a Debreceni Egyetem
A III. HÖOK Kispályás Focikupát Budapesten rendezték.
A jövő műanyagai a Debreceni Egyetemen
A jövő műanyagai a Debreceni Egyetemen
A polimerek ma már életünk minden területét átszövik.
Innovatív terápiák a debreceni kongresszuson
Innovatív terápiák a debreceni kongresszuson
A legújabb kezelésekről is tanácskoztak.
Munkába állt az új rektori vezetés Debrecenben
Munkába állt az új rektori vezetés Debrecenben
Eldőlt az új kancellár személye is.
Fotókon a debreceni sportmajális
Fotókon a debreceni sportmajális
Jóval többről volt szó, mint sportról.
Új orvosigazgatókat neveztek ki Debrecenben
Új orvosigazgatókat neveztek ki Debrecenben
A kinevezések célja a szakterület további fejlesztése.
Hirdetés
Svéd győztes a Tour de Hongrie-n
Svéd győztes a Tour de Hongrie-n
Valter Attila 9. lett.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Sok napsütés, egyre melegebb idő jön
Sok napsütés, egyre melegebb idő jön
Fokozatosan emelkedik a hőmérséklet.
Magabiztosan nyert a kis Loki
Magabiztosan nyert a kis Loki
A szezon utolsó hazai meccsén.
Stílusos motorosok vonultak Debrecenben
Stílusos motorosok vonultak Debrecenben
A férfiak egészségének fontosságára hívták fel a figyelmet.
Lelátóval bővült a pallagi edzőközpont
Lelátóval bővült a pallagi edzőközpont
Az NB III-as csapat immár hazai pályán játszhatja meccseit.
Gazdaság
Hegedűs: több tízezer egészségügyi szakdolgozó hiányzik
Bérrendezés, valódi megbecsülés kell - írta a miniszter.
Mérnökfesztivál gyerekeknek az Emerson | NI-nál
A debreceni üzemére büszke nagyvállalat küldetésének tartja, hogy a diákok nyissanak a műszaki ismeretek felé.
Hencida nem vár nagy gyárra
A település inkább élhető lakóhelyként erősödne meg, ugyanakkor több alapfeladat ellátása is forráshiányos.
Tízezer ruhadarabot venne a fociakadémia
Valamennyi áru tekintetében az Adidas márkát jelölték meg.
Visszatér a KATA: mire érdemes figyelni?
Egyszerre jelent egyszerűsítést és fegyelmezett bérszámfejtési, könyvelési kontrollt igénylő váltást.
Édességet hív vissza a hatóság
Határérték feletti gluténtartalom.
Támogatott tartalom
Lakóingatlan-fejlesztési lehetőség Debrecenben
Lakóingatlan-fejlesztési lehetőség Debrecenben
A Debreceni Vagyonkezelő Zrt. árverési hirdetménye.
Filmzenék koncertje – újra Debrecenben
Filmzenék koncertje – újra Debrecenben
Visszatér Debrecenbe az ország legsikeresebb filmzenekoncetrje, megújult műsorral.
Limitált jubileumi bérletek és gyűjthető élmények
Limitált jubileumi bérletek és gyűjthető élmények
Így fedezhető fel a fürdőkultúra 200 napja Debrecenben.
Nyitott vasárnap a Tuba Tanyán
Nyitott vasárnap a Tuba Tanyán
Egy nap, amikor a múlt újra életre kel.
Hirdetés