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.

Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
További híreink
Élményekkel teli nyár vár a Nagyerdei Kultúrparkban
Élményekkel teli nyár vár a Nagyerdei Kultúrparkban
Minden korosztály talál olyan programot, amely felejthetetlen élményt nyújt.
Új útvonalon a debreceni Night Ride
Új útvonalon a debreceni Night Ride
A szervezők valamennyi felvetést megvizsgálták.
Építőipari vállalat támogatja a gyermekek gyógyulását
Építőipari vállalat támogatja a gyermekek gyógyulását
Az összeg a vállalat jótékonysági kispályás labdarúgótornáján gyűlt össze.
Szemrevételezték az üresen álló házakat
Szemrevételezték az üresen álló házakat
A debreceni szikrások több bérlakáspályázatot akarnak.
Három ütemben újítják fel a földhivatal épületét
Három ütemben újítják fel a földhivatal épületét
Tizenegy üres irodát is korszerűsítenek.
Daruzás miatt lezárják a buszmegállót
Daruzás miatt lezárják a buszmegállót
Kimarad egy megálló a debreceni belvárosban.
Felvidéki partnere is van a Debreceni Egyetemnek
Felvidéki partnere is van a Debreceni Egyetemnek
Szintet lépnének a közös munkában.
Fedezd fel a Zoo Debrecent naplemente után!
Fedezd fel a Zoo Debrecent naplemente után!
Esti séták különleges hangulatban.
Sikeres első évet zárt az ibis Styles Debrecen Airport
Sikeres első évet zárt az ibis Styles Debrecen Airport
A szálloda stabil működéssel, fenntarthatósági minősítéssel és egyre szélesebb partneri hálózattal vág neki második évnek.
Építőipari vállalat támogatja a gyermekek gyógyulását
Építőipari vállalat támogatja a gyermekek gyógyulását
Az összeg a vállalat jótékonysági kispályás labdarúgótornáján gyűlt össze.
Felvidéki partnere is van a Debreceni Egyetemnek
Felvidéki partnere is van a Debreceni Egyetemnek
Szintet lépnének a közös munkában.
Alvászavar: személyre szabott kezelés Debrecenben
Alvászavar: személyre szabott kezelés Debrecenben
A legkorszerűbb eszközökkel vizsgálják a betegek éjszakai alvását.
Meghibásodás a szolnoki kórházban; Debrecen segít
Meghibásodás a szolnoki kórházban; Debrecen segít
Az MR-készülék hűtése nem működik.
Debreceni Egyetem: új kuratóriumi tagok jöhetnek
Debreceni Egyetem: új kuratóriumi tagok jöhetnek
Pályázatot írtak ki a közérdekű vagyonkezelő alapítványoknál.
Új vezetők a Debreceni Egyetemen
Új vezetők a Debreceni Egyetemen
A kinevezések öt évre szólnak.
Az Aranybikából diákszállót csinálnának
Az Aranybikából diákszállót csinálnának
A debreceni főtér ikonikus épülete az állam tulajdonába kerül.
Új dékán a debreceni orvostudományi karon
Új dékán a debreceni orvostudományi karon
Mátyus Lászlót Németh Norbert váltotta.
Harminc debreceni egészségügyist ismertek el
Harminc debreceni egészségügyist ismertek el
Átadták a klinikai főorvosi címeket is.
Egyetem tér: a többség árnyékos parkot szeretne
Egyetem tér: a többség árnyékos parkot szeretne
A debreceniek fontosnak tartják a felújítást.
Gyógy- és fűszernövénykertet avattak Debrecenben
Gyógy- és fűszernövénykertet avattak Debrecenben
A látogatók részéről fokozott érdeklődés tapasztalható a gyógy- és ehető növények iránt.
Hirdetés
Hirdetés
Kétmillióan látták a köztévé „bocsánatkérését”
Kétmillióan látták a köztévé „bocsánatkérését”
A közösségi médiában is jelentős visszhangot váltott ki az adásszünet - írták.
Hirdetés
Hirdetés
Jöhet a digitális euró!
Jöhet a digitális euró!
Nem lépne a bankjegyek és érmék helyébe, hanem csak kiegészítené azokat.
Élményekkel teli nyár vár a Nagyerdei Kultúrparkban
Élményekkel teli nyár vár a Nagyerdei Kultúrparkban
Minden korosztály talál olyan programot, amely felejthetetlen élményt nyújt.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
NB III.: három csapat érdekelt Hajdú-Biharból
NB III.: három csapat érdekelt Hajdú-Biharból
A két debreceni gárda melle csatlakozik a Hajdúnánás.
Áder Magyar Péternek: találkozunk a bíróságon
Áder Magyar Péternek: találkozunk a bíróságon
Egy korábbi amerikai út a téma.
Új útvonalon a debreceni Night Ride
Új útvonalon a debreceni Night Ride
A szervezők valamennyi felvetést megvizsgálták.
Két vb-cím után Senánszky Petra már Párizsra készül
Két vb-cím után Senánszky Petra már Párizsra készül
A debreceni ász 72 óra alatt megjárta Koreát.
Gazdaság
Nem hagyják veszni a megtakarított milliókat Nagyrábén
Az önkormányzat újabb utcák felújítását, vízelvezetési munkákat és játszótéri fejlesztést készít elő.
Építőipari vállalat támogatja a gyermekek gyógyulását
Az összeg a vállalat jótékonysági kispályás labdarúgótornáján gyűlt össze.
Szemrevételezték az üresen álló házakat
A debreceni szikrások több bérlakáspályázatot akarnak.
Három ütemben újítják fel a földhivatal épületét
Tizenegy üres irodát is korszerűsítenek.
Felvidéki partnere is van a Debreceni Egyetemnek
Szintet lépnének a közös munkában.
Földes a jövőre készül
A gyógyvizes medencék korszerűsítése mellett új ipari területeket is kialakítana az önkormányzat.
Támogatott tartalom
Fedezd fel a Zoo Debrecent naplemente után!
Fedezd fel a Zoo Debrecent naplemente után!
Esti séták különleges hangulatban.
Új vezérigazgató a HUNÉP Zrt-nél
Új vezérigazgató a HUNÉP Zrt-nél
Az új vezetés célja a stabil működés, a szakmai folytonosság és a változó ügyfélelvárásokhoz való alkalmazkodás.
Felnézek Fesztivál: megtelik a főtér reménnyel
Felnézek Fesztivál: megtelik a főtér reménnyel
Ahol a zene és a hit erejének segítségével közösségre találunk Debrecenben.
A tökéletes terasz a megfelelő burkolattal kezdődik
A tökéletes terasz a megfelelő burkolattal kezdődik
A Gulyás Tüzépen segítünk megtalálni a megfelelő választást.