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
Karambol: beszorultak az utasok a 354-esen
Karambol: beszorultak az utasok a 354-esen
Teljes útzár a mentés idejére.
Hosszú harcra készül a rendőrség Hajdú-Biharban
Hosszú harcra készül a rendőrség Hajdú-Biharban
„Apaként és rendőrként is mélyen egyetértek a céllal – ezért megéri küzdeni.”
Szakmai napot tartottak a debreceni hallgatóknak
Szakmai napot tartottak a debreceni hallgatóknak
Az iparban jelentősen megnőtt a gumifelhasználás.
Autók ütköztek Pallagnál
Autók ütköztek Pallagnál
Két gépkocsi karambolozott.
MTA: négy debrecenit is rendes taggá választottak
MTA: négy debrecenit is rendes taggá választottak
A tudományos akadémia 199. közgyűlésén.
Madarak és fák napja – ismerd meg az év fáját!
Madarak és fák napja – ismerd meg az év fáját!
Madarak és fák napja a Zsuzsival: élmény, tudás és természet egy helyen.
Így járnak a buszok a Mihály-napi vásár idején
Így járnak a buszok a Mihály-napi vásár idején
Közleményt adott ki a debreceni társaság.
Tina Turner lelke Debrecenben
Tina Turner lelke Debrecenben
Rebecca O’Connor, a világ egyetlen Tina Turner által támogatott előadója, május 18-án lép színpadra a Kölcsey Központban.
180-nal menekült a rendőrök elől ittasan, lopott autóval
180-nal menekült a rendőrök elől ittasan, lopott autóval
Debrecenben nyomoznak a borsodi férfi ellen. +Videó
Újranyit a debreceni Apolló mozi
Újranyit a debreceni Apolló mozi
Vége a rövid kényszerszünetnek.
Debreceni boltból lopott, majd kirabolt egy futárt
Debreceni boltból lopott, majd kirabolt egy futárt
Az előkészítő ülésen nem fogadta el a mértékes indítványt.
Megkezdődött a munka a Kádár dűlőnél
Megkezdődött a munka a Kádár dűlőnél
Debrecen déli és délkeleti részei irányában folytatjuk tovább az útfejlesztéseket – így a polgármester.
Szakmai napot tartottak a debreceni hallgatóknak
Szakmai napot tartottak a debreceni hallgatóknak
Az iparban jelentősen megnőtt a gumifelhasználás.
Egyelőre a nők viszik prímet a DEAC-pályán
Egyelőre a nők viszik prímet a DEAC-pályán
Megkezdődött a nagy dolgozói mozgásprogram.
Két napig mozognak megállás nélkül Debrecenben
Két napig mozognak megállás nélkül Debrecenben
Megmozgatják az egyetemi kollektívát.
Sportos családi majális a DEAC-nál
Sportos családi majális a DEAC-nál
A Debreceni Egyetem sportközpontja élményeket kínál.
Megszületett Debrecenben az első egyetemi lombikkanca
Megszületett Debrecenben az első egyetemi lombikkanca
Egyszer majd iskolaló lesz belőle. 
Sportos majálist is választhatnak a debreceniek
Sportos majálist is választhatnak a debreceniek
A rendezvény ingyenesen látogatható!
Debrecenbe hozták a hallgatók a világ ételeit
Debrecenbe hozták a hallgatók a világ ételeit
Kitettek magukért a fiatalok, több ezer érdeklődőt vendégeltek meg.
Rajtra kész Debrecen környezeti weboldala
Rajtra kész Debrecen környezeti weboldala
Helyi informatikusok alkották meg azt az internetes felületet, amelyen keresztül a városi levegő, a víz, a talaj és a biodiverzitás adatait is követhetjük.
Az UltraBalaton mezőnye átfutott a Debreceni Egyetemen
Az UltraBalaton mezőnye átfutott a Debreceni Egyetemen
Óriási marketingértéke van annak, hogy az intézmény része volt az UltraBalatonnak - így a campusigazgató.
Fiatal szakorvos kapott nagy feladatot Debrecenben
Fiatal szakorvos kapott nagy feladatot Debrecenben
Szakmai koordinátornak nevezték ki.
A régiónk meghatározó cégei egy helyen
A régiónk meghatározó cégei egy helyen
A Debreceni Egyetem hozta össze őket.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Karambol: beszorultak az utasok a 354-esen
Karambol: beszorultak az utasok a 354-esen
Teljes útzár a mentés idejére.
Hirdetés
Hirdetés
Vámháború: a britek jó alkut kötöttek
Vámháború: a britek jó alkut kötöttek
Sok munkahelyet sikerül így megtartaniuk.
Felszállt a fehér füst: megvan az új pápa
Felszállt a fehér füst: megvan az új pápa
A konklávé második napján máris dűlőre jutottak a bíborosok.
Hirdetés
Gazdaság
Szakmai napot tartottak a debreceni hallgatóknak
Az iparban jelentősen megnőtt a gumifelhasználás.
A háztartási termékekre is jön az árrésstop!
A Kormányinfón jelentette be a miniszter.
Belevágott a városvezetés a tócóvölgyi lakásépítésbe
Piaci alapon és a vagyonkezelő beruházásában is épülnének lakóingatlanok.
Száj- és körömfájás: Szlovákia nem lazít
A betegség terjedésének veszélye továbbra is fennáll - közölték.
Elkészült a 2026-os költségvetési törvényjavaslat
Nyugdíjakra 7700, gazdaságfejlesztésre 5500, határvédelemre 2016 milliárd forintot fordítanak.
Árréskorlátozás: a drogérialáncok következnek
Nagy Márton szerint ez a lépés 30 különböző termékkategóriában több ezer terméket érintene.
Hirdetés
Hirdetés
Támogatott tartalom
Madarak és fák napja – ismerd meg az év fáját!
Madarak és fák napja – ismerd meg az év fáját!
Madarak és fák napja a Zsuzsival: élmény, tudás és természet egy helyen.
Tina Turner lelke Debrecenben
Tina Turner lelke Debrecenben
Rebecca O’Connor, a világ egyetlen Tina Turner által támogatott előadója, május 18-án lép színpadra a Kölcsey Központban.
Nosztalgiajáratok, játék, élmény és közlekedés
Nosztalgiajáratok, játék, élmény és közlekedés
A közlekedési kultúra napján, május 11-én, vasárnap újra felnyílnak a sorompók a DKV Zrt. Salétrom utcai telephelyén.
Tetőtéri ablak – megfelelő szigetelés és kényelem egyben
Tetőtéri ablak – megfelelő szigetelés és kényelem egyben
A nyílászárók szerepe az otthon hatékonyságában.
Hirdetés