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.

További híreink
Fogadta a polgármester Debrecen ifjú bajnokait
Fogadta a polgármester Debrecen ifjú bajnokait
Papp László támogatásáról biztosította debreceni utánpótlásnevelést.
Útlezárás a Magyarország–Kazahsztán meccs miatt
Útlezárás a Magyarország–Kazahsztán meccs miatt
Változik a forgalmi rend Debrecenben.
Gázolt a vonat: már nincs késés a debreceni vonalon
Gázolt a vonat: már nincs késés a debreceni vonalon
Kisújszállásnál ütött el egy embert az InterCity.
Két szakaszban közlekednek a debreceni villamosok
Két szakaszban közlekednek a debreceni villamosok
Baleset történt a Simonyi úton.
Tompa Enikő: újabb bírságokat kap a CATL
Tompa Enikő: újabb bírságokat kap a CATL
A vízügy és a környezetvédelmi hatóság is lecsap a debreceni gyárra.
Hosszú sor a debreceni ételosztáson
Hosszú sor a debreceni ételosztáson
A Demokratikus Koalíció helyi szervezete látta vendégül a rászorulókat.
Nem elég a Sziget-kék, még bocsok is születtek
Nem elég a Sziget-kék, még bocsok is születtek
Egyre nehezebb a verseny a debreceni állatkert számára, de nem csak ők küzdenek a jegyvásárlókért.
Világszínvonalú produkciók a debreceni színpadon
Világszínvonalú produkciók a debreceni színpadon
Záróvizsga-koncerttel fejezte be tanulmányait az egyetem kortárs könnyűzene alapképzési szak első végzős évfolyama.
Zöld folyadék: megbüntetik a CATL-t
Zöld folyadék: megbüntetik a CATL-t
A CATL debreceni telephelyénél május 5-én este bugyogott fel a csatornából a zöld színű folyadék.
Debrecen saját halottjának tekinti Polgár Sándort
Debrecen saját halottjának tekinti Polgár Sándort
Életével és munkásságával generációkat inspirált - írják.
Világszínvonalú produkciók a debreceni színpadon
Világszínvonalú produkciók a debreceni színpadon
Záróvizsga-koncerttel fejezte be tanulmányait az egyetem kortárs könnyűzene alapképzési szak első végzős évfolyama.
Világbajnoki címet nyert a debreceni hallgató
Világbajnoki címet nyert a debreceni hallgató
Népes és erős mezőnyben végzett az élen.
Félelmeikre is választ kaptak a debreceni nyílt napon
Félelmeikre is választ kaptak a debreceni nyílt napon
Zsúfolásig megtelt a szülészeti klinika tanterme.
Már a jövő tanévtől elérhető lesz az Erasmus+
Már a jövő tanévtől elérhető lesz az Erasmus+
A Nemzeti Ifjúsági Tanács üdvözölte a döntést.
Önvezető autók érkeznek Debrecenbe
Önvezető autók érkeznek Debrecenbe
Ezeket az egyetem területén, később a városi forgalomban is tesztelnének.
Debreceni könyvadomány a beteg gyermekeknek
Debreceni könyvadomány a beteg gyermekeknek
Több mint 200 kötetet kapott a gyermekklinika.
TAVI: 80 éves beteg az ezredik páciens Debrecenben
TAVI: 80 éves beteg az ezredik páciens Debrecenben
Katéteres aortabillentyű-beültetés nyitott szívműtét helyett.
Új MR-készülék a debreceni gyermeksürgősségi központban
Új MR-készülék a debreceni gyermeksürgősségi központban
Az épületben most már a képalkotó diagnosztika teljes spektruma elérhető.
Rangos díjat kapott a debreceni sebész
Rangos díjat kapott a debreceni sebész
A hazai sebészet fejlesztésében végzett munkájáért.
Rangos elismerés a debreceni neurológusnak
Rangos elismerés a debreceni neurológusnak
Sántha Kálmán-emlékérmet vehetett át.
Külföldi győzelem a debreceni ötletversenyen
Külföldi győzelem a debreceni ötletversenyen
A közösségi közlekedés tökéletesítése volt a feladat.
Hirdetés
Hirdetés
Fogadta a polgármester Debrecen ifjú bajnokait
Fogadta a polgármester Debrecen ifjú bajnokait
Papp László támogatásáról biztosította debreceni utánpótlásnevelést.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Történelmi meccset vív a magyar válogatott Debrecenben
Történelmi meccset vív a magyar válogatott Debrecenben
A Közép-ázsiai ország válogatottja pillanatnyilag a 109. helyen áll a FIFA-ranglistán.
Hirdetés
Hirdetés
Gyermekvédelem: jön az egymilliárdos kártalanítási alap
Gyermekvédelem: jön az egymilliárdos kártalanítási alap
Az új kormány miniszteri biztost nevez ki a gyermekvédelmi és javítóintézeti bántalmazási ügyek teljes feltárására.
Augusztusban érkezhet az iskolakezdési támogatás
Augusztusban érkezhet az iskolakezdési támogatás
Ám úgy tűnik, nem mindenki ugyanannyit kap majd.
Útlezárás a Magyarország–Kazahsztán meccs miatt
Útlezárás a Magyarország–Kazahsztán meccs miatt
Változik a forgalmi rend Debrecenben.
Gazdaság
Nem csak lakni, élni is lehet Bojton
A fejlesztések mellett a közösségépítésre is egyre nagyobb hangsúlyt helyeznek a faluban.
Nem elég a Sziget-kék, még bocsok is születtek
Egyre nehezebb a verseny a debreceni állatkert számára, de nem csak ők küzdenek a jegyvásárlókért.
Nőtt a gyereklétszám, megújult az óvoda Kismarján
Három év alatt felújítások, új programok és egyre több beiratkozó érkezett a Tarka-Barka Óvodába.
A gyerekek jövőjébe fektet Mikepércs
Saját önkormányzati forrásból újul meg a Petőfi utcai óvoda udvara és környezete.
Támogatott tartalom
Debrecenben a lehetőségek városa épül
Debrecenben a lehetőségek városa épül
Nagyvállalatok és helyi cégek egyaránt toboroznak.
 Megnyílt Debrecen új prémium szépségszalonja
Megnyílt Debrecen új prémium szépségszalonja
Professzionális szolgáltatások a L’Essence De Luxe-ban.
Borünnep Debrecenben: idén is jön a FestiWine
Borünnep Debrecenben: idén is jön a FestiWine
A rendezvényt hagyományosan zenei és szabadidős programok is kiegészítik.
Ha nyár, akkor GSV-napok!
Ha nyár, akkor GSV-napok!
Az év legnagyobb építőanyagvására Debrecenben.