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
Hirdetés
Hirdetés
További híreink
Debreceni keresztút: az égiek idén áttervezték
Debreceni keresztút: az égiek idén áttervezték
Részletek a jubileumi ünnepi eseményről.
Létrejött a Debrecen-Hongkong kapcsolat
Létrejött a Debrecen-Hongkong kapcsolat
A most megkötött megállapodás lehetőséget teremt az együttműködés kereteinek bővítésére is - írják.
Aranybika: lesz pénz a presztízsberuházásra?
Aranybika: lesz pénz a presztízsberuházásra?
A tulajdonos MCC nem árulja el, mennyibe kerülne a szállodaprojekt. A tervezés a végéhez közeledik.
Virágvasárnap: lelassul Debrecenben
Virágvasárnap: lelassul Debrecenben
Jézus Jeruzsálembe történő bevonulásáról emlékezünk.
Minden van a debreceni piacon, csak pénz legyen
Minden van a debreceni piacon, csak pénz legyen
Aki megteheti, nem a húsvéton spórol.
Vízhiány lesz Debrecen egy részén
Vízhiány lesz Debrecen egy részén
Néhány óra alatt végeznek a szakemberek.
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.
Beleszól a Debrecen Maraton a tömegközlekedésbe
Beleszól a Debrecen Maraton a tömegközlekedésbe
Kimaradó megállóhelyek: Aquaticum, Klinikai Központ Nagyerdei Campus, Egyetem, Medgyessy sétány.
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.
Napos-felhős hétvégénk lesz
Napos-felhős hétvégénk lesz
Eső, zápor előfordulhat.
Richter Anna-díjat nyert két debreceni kutató
Richter Anna-díjat nyert két debreceni kutató
Bombicz Mariann és Görögh Panna gyógyszerész kategóriában nyűgözte le a zsűrit a női egészség holisztikus megközelítésével.
Hazahozták Debrecenbe az első magyar űrnövényeket
Hazahozták Debrecenbe az első magyar űrnövényeket
Az egyetem kutatói Kapu Tibortól vették át tudományos munkájuk kísérleti anyagait.
Áttörés a debreceni emlősebészetben
Áttörés a debreceni emlősebészetben
Az új technika forradalmasítja a tumorok azonosítását.
Apartmanokat alakítanának ki az egyetemi épületben
Apartmanokat alakítanának ki az egyetemi épületben
A nem Debrecenben élő oktatóknak kedveznének.
A Debreceni Egyetem is beszáll a bunyóba
A Debreceni Egyetem is beszáll a bunyóba
19 ország 243 sportolója vesz részt a 2026-os Bocskain.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Debreceni keresztút: az égiek idén áttervezték
Debreceni keresztút: az égiek idén áttervezték
Részletek a jubileumi ünnepi eseményről.
Létrejött a Debrecen-Hongkong kapcsolat
Létrejött a Debrecen-Hongkong kapcsolat
A most megkötött megállapodás lehetőséget teremt az együttműködés kereteinek bővítésére is - írják.
Gazdaság
Csökken az üzemanyagok piaci ára
A hazai autósok továbbra is a védett áron tankolhatnak.
Rengeteg csapadék hiányzik az alföldi talajból
Van, ahol 90 milliméterre lenne szükség.
Árunak, hírnek fóruma Körösszegapáti új piaca
A százmillió forintból megvalósult létesítmény a helyi közösséget és a termelőket is szolgálja.
Víztorony is épül Hajdúsámsonban
A vezetékhálózatot 8 kilométeren kicserélik. +Videó
Európa saját kezébe venné az energiatermelést
Ha a múlt hibáit megismételjük, akkor a válság válságot követ majd - véli az energiaügyi biztosa.
Fejlesztések sora formálja Álmosdot
Bár szűkebb mozgástérrel tervez az önkormányzat, az idei beruházások a mindennapokban is érezhető változást hozhatnak.
Hirdetés
Hirdetés
Támogatott tartalom
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!
Pályát mutattak a diákoknak Püspökladányban
Pályát mutattak a diákoknak Püspökladányban
A Karacs rendezvénye egyszerre szólt a családoknak, a továbbtanulásról és az intézmény pozitívumairól.
Otthoni kávézás új szinten
Otthoni kávézás új szinten
Eszpresszó kávéfőző választási útmutató.
Hirdetés