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

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
Papp László: 28 milliárdot fizettünk, 262 milliárdot kaptunk
Papp László: 28 milliárdot fizettünk, 262 milliárdot kaptunk
A debreceni polgármester gyors mérleget vont.
Gyász: elhunyt a Debreceni Egyetem docense
Gyász: elhunyt a Debreceni Egyetem docense
Generációk számára tette szerethetővé a geometriát és a matematikai gondolkodást - írják.
MÁV-vezérigazgató: 160-nal Debrecen és Szajol között
MÁV-vezérigazgató: 160-nal Debrecen és Szajol között
A tavalyi pályakarbantartásokat 2026-ban továbbiak követik.
Poloska-ügy: a Debreceni Törvényszék visszautasítja a vádakat
Poloska-ügy: a Debreceni Törvényszék visszautasítja a vádakat
Közleményben reagáltak egy helyi portálon megjelent cikkre.
Nagy baleset Debrecenben: hárman kórházban
Nagy baleset Debrecenben: hárman kórházban
Két autó és egy kisbusz ütközött össze.
Extrém hideg: vészhelyzetben a rászorulók
Extrém hideg: vészhelyzetben a rászorulók
Hajdú-Biharban is osztják a fát a nélkülözőknek.
Baleset okoz fennakadást Debrecenben
Baleset okoz fennakadást Debrecenben
Terelőútvonalon közlekednek a buszok.
Összeesett az utcán egy negyvenes férfi Debrecenben
Összeesett az utcán egy negyvenes férfi Debrecenben
Több életmentő beavatkozást végeztek a mentők a hóban.
Késnek a vonatok a debreceni vonalon
Késnek a vonatok a debreceni vonalon
Feszültségkimaradás miatt állt a forgalom.
Súlyos baleset Debrecen határában
Súlyos baleset Debrecen határában
Tűzoltók, mentők a helyszínen.
Nők mozgásban – képeken a FőnixFitt
Nők mozgásban – képeken a FőnixFitt
A debreceni esemény célja a sport, a mozgás és a testedzés népszerűsítése.
Gyász: elhunyt a Debreceni Egyetem docense
Gyász: elhunyt a Debreceni Egyetem docense
Generációk számára tette szerethetővé a geometriát és a matematikai gondolkodást - írják.
Az év zeneszerzője Debrecenben tanít
Az év zeneszerzője Debrecenben tanít
Magyar alkotó első alkalommal részesült ebben a kitüntetésben.
A traumatológiai ambulanciáé az adventi győzelem
A traumatológiai ambulanciáé az adventi győzelem
Debrecenben különleges kezdeményezés indult útjára.
Hóhelyzet: méltányossági elbánásban részesülhetnek a hallgatók
Hóhelyzet: méltányossági elbánásban részesülhetnek a hallgatók
Akik az időjárási körülmények miatt nem tudnak időben megjelenni a vizsgájukon, nem kerülhetnek hátrányba.
A digitális térben elmagányosodnak a fiatalok
A digitális térben elmagányosodnak a fiatalok
Figyelemfelhívó eredményekre jutottak egy egészségszociológiai kutatás révén.
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.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Győr–Debrecen újratöltve, a bajnoki pontokért
Győr–Debrecen újratöltve, a bajnoki pontokért
A szombati bombameglepetést egy újabb követi?
Hirdetés
Hirdetés
Húsz éve történt a hejcei tragédia
Húsz éve történt a hejcei tragédia
43 személy közül csak egy élte túl a szerencsétlenséget.
Az utolsó törökországi edzőmeccsét megnyerte a DVSC
Az utolsó törökországi edzőmeccsét megnyerte a DVSC
A hét végén már bajnoki vívnak a debreceniek.
Gazdaság
Az szja-bevallások tervezetét idén is elkészíti a NAV
Május 20-ig lehet nyilatkozni az szja 1+1 százalékának felajánlásáról is.
Online csalás bejelentése: maximum két perc
A jövőben ennél többet nem várhat az ügyfél.
Több mint 7 millióból aszfaltoznak Bárándon
Eredményes lett a közbeszerzés.
Fejlesztenek a debreceni cukrászdában
Több mint 44 millió forintos innováció valósul meg.
NAV: sokan megfeledkeznek az adókedvezményekről
Több tízezren nem nyilatkoznak időben.
Támogatott tartalom
Év eleji gyógyulás Hajdúszoboszlón
Év eleji gyógyulás Hajdúszoboszlón
Kedvezmények várják a törzsvendégeket a Hungarospa Gyógyfürdőben.
Össznépi disznótort rendez Berettyóújfalu
Össznépi disznótort rendez Berettyóújfalu
Lesz ott minden, mi szem-szájnak ingere.
Megújult menedzsmenttel folytatja a SZINORG Csoport
Megújult menedzsmenttel folytatja a SZINORG Csoport
A debreceni cégcsoport négy fő pillérre épít a jövőben.
Svetits: erős közösség, kiemelkedő eredmények
Svetits: erős közösség, kiemelkedő eredmények
Egy debreceni gimnázium, ahol a diák valóban számít.