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
Hét táborral készül a Debreceni Szakképzési Centrum
Hét táborral készül a Debreceni Szakképzési Centrum
Az itt szerzett élményalapú tapasztalatok iránytűként segíthetik a gyerekek továbbtanulását.
„Összefogás áll a debreceni panelprogram mögött”
„Összefogás áll a debreceni panelprogram mögött”
Eddig összesen 45 társasház pályázatát támogatták.
Elhunyt a biciklis, akit villamos gázolt Debrecenben
Elhunyt a biciklis, akit villamos gázolt Debrecenben
A tűzoltók daruval emelték le róla a villamost.
Ha sérül a joga, segítséget kérhet Debrecenben
Ha sérül a joga, segítséget kérhet Debrecenben
Megkezdte működését a Munkavállalói Érdekvédelmi Iroda.
Debrecen Maraton: zene füleinknek
Debrecen Maraton: zene füleinknek
Mindenkit futásra biztatnak, az sem baj, ha valaki elsőre sétálósra fogja.
Orbán Viktor is beszédet mond Debrecenben
Orbán Viktor is beszédet mond Debrecenben
A valaha legnagyobb DPK-gyűlést rendezik - írta.
Biciklist gázolt a villamos Debrecenben
Biciklist gázolt a villamos Debrecenben
A mentéshez darura is szükség van.
Időkapszulát helyeznek el a debreceni templom tornyában
Időkapszulát helyeznek el a debreceni templom tornyában
Különleges eseményre hívják az érdeklődőket.
Mellkason szúrta anyja élettársát
Mellkason szúrta anyja élettársát
A férfi sorsáról Debrecenben döntöttek.
Debrecen Maraton: zene füleinknek
Debrecen Maraton: zene füleinknek
Mindenkit futásra biztatnak, az sem baj, ha valaki elsőre sétálósra fogja.
Aranyat ér a debreceni innováció
Aranyat ér a debreceni innováció
Elektronikai hulladékból nyerik ki a nemesfémeket.
A Debreceni Egyetem három professzorát díjazták
A Debreceni Egyetem három professzorát díjazták
Példamutató tevékenységükkel járultak hozzá a ritka betegségekkel élők életminőségének javításához.
Debrecen Maraton: hidegzuhany és sprint
Debrecen Maraton: hidegzuhany és sprint
Politikai hőhullámok, újjáalakított szervezőcsapat, klasszikus helyett körverseny.
Egyedülálló innováció a debreceni klinikán
Egyedülálló innováció a debreceni klinikán
Papír helyett digitális adatáramlás.
Fiatalok gondolták újra Debrecent
Fiatalok gondolták újra Debrecent
Az egyetemen 16 csapat mutatta be ötleteit.
Középpontban a jövő kardiológiája Debrecenben
Középpontban a jövő kardiológiája Debrecenben
Négynapos konferencián cserélnek eszmét a szakmai képviselői.
Nemes felajánlás a debreceni alapítványnak
Nemes felajánlás a debreceni alapítványnak
Az egyetem egykori sajtófőnökének személyes hagyatékából adtak támogatás.
Debrecennek 1600 új kollégiumi férőhelyet ígér a kormány
Debrecennek 1600 új kollégiumi férőhelyet ígér a kormány
A jelenlegi mintegy 46 ezer férőhelyet 2030-ig 50 százalékkal kell bővíteni – írta a miniszter.
Fejlesztik a súlyos betegek ellátását Debrecenben
Fejlesztik a súlyos betegek ellátását Debrecenben
Beszámoltak a mintegy 200 millió forintos beruházás részleteiről.
Kitüntették a KSH elnökét, volt debreceni egyetemistát
Kitüntették a KSH elnökét, volt debreceni egyetemistát
Rangos akadémiai kitüntetést vehetett át.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Újabb szenzációs felfedezés a Bakonyban
Újabb szenzációs felfedezés a Bakonyban
Szárazföldi krokodil maradványait azonosították Iharkúton.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Orbán: a következő négy év kulcsszava a kimaradás
Orbán: a következő négy év kulcsszava a kimaradás
A miniszterelnök szerint titkosított jelentés bizonyítja, hogy a TISZA Pártot Ukrajnából finanszírozzák.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Gazdaság
Feszes, de biztonságos büdzsé Komádiban
Útfelújításokra, szociális ellátásokra és intézményi működésre is jut forrás Komádiban.
Szigorú, működőképes költségvetés Biharkeresztesen
A béremelések megvannak, a mozgástér szűk, de a fejlesztések folytatódnak.
Megemelték a kárenyhítési alap keretét
Több mint 46 milliárd forint áll rendelkezésre.
A fizetés magánügy – vélik a munkavállalók
A munkaadók és a dolgozók se akarnak bértranszparenciát.
Közel százmilliós bírság egy nagyvállalkozónak
A kereskedő ellen korábban büntetőeljárás is indult.
Hogyan válasszunk burkolatot?
A hangulat, a karakter és hosszú távra szóló stílus múlik rajta.
Támogatott tartalom
 Leslie Mandoki új stadionhimnusza Münchennek
Leslie Mandoki új stadionhimnusza Münchennek
Zene, sors és közösség a győzelem útján.
Kulturális és közösségi élmények hete Berettyóújfaluban
Kulturális és közösségi élmények hete Berettyóújfaluban
Hagyomány, színház és tavaszi vásárok.
A legjobb hazai orvosok munkáját ismerik el
A legjobb hazai orvosok munkáját ismerik el
A szakmai munkát és elhivatottságot ismerik el.
Télűző mulatság a busókkal Hajdúszoboszlón
Télűző mulatság a busókkal Hajdúszoboszlón
Tűzgyújtás, tűzzsonglőrök, kiszebábégetés.