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
Hirdetés
További híreink
Díjnyertes fotókat láthatunk Debrecenben
Díjnyertes fotókat láthatunk Debrecenben
Ünnepélyes megnyitót rendeznek.
Megkezdődött Debrecen ötnapos ünnepe
Megkezdődött Debrecen ötnapos ünnepe
A szervezők szerint gazdag kulturális és szórakoztató kínálat várja a cívisvárosiakat.
Hangfelvételekkel „tüzelnek” egymásra Debrecenben
Hangfelvételekkel „tüzelnek” egymásra Debrecenben
Szokatlan módon ütik egymást a pártok a kampányhajrában.
Folytatódna az aszfaltozás a Basahalom utcában
Folytatódna az aszfaltozás a Basahalom utcában
Pályázatot írt ki a debreceni önkormányzat.
Több rendőr lesz Debrecen utcáin
Több rendőr lesz Debrecen utcáin
Fokozott ellenőrzést rendeltek el.
Választás 2026: hétvégén is nyitva a kormányablakok
Választás 2026: hétvégén is nyitva a kormányablakok
Kizárólag személyi okmányokkal kapcsolatos ügyintézésre lesz lehetőség.
Krisztus feltámadt: hajnal a fancsikai templomromnál
Krisztus feltámadt: hajnal a fancsikai templomromnál
A Debrecen-Nagytemplomi Református Egyházközség istentiszteletét egyre többen látogatják.
Tűz Józsán: több tűzoltóegységet riasztottak
Tűz Józsán: több tűzoltóegységet riasztottak
A debreceniek mellett a berettyóújfalui lánglovagok is oltják a tüzet.
Átadták a Műszaki Kar megújult épületét
Átadták a Műszaki Kar megújult épületét
A debreceni Egyetem az elmúlt öt évben 13,6 milliárd forintot költött a műszaki képzés fejlesztésére.
Új központjuk lehet a meddő pároknak Debrecenben
Új központjuk lehet a meddő pároknak Debrecenben
Évente 1500 beavatkozást tudnának elvégezni.
Debrecen erősíti tehetséggondozó szerepét
Debrecen erősíti tehetséggondozó szerepét
Összekapcsolódik az oktatás, a kutatás és az innováció.
Sprichst du Deutsch? Debreceni gimnazista a győztes
Sprichst du Deutsch? Debreceni gimnazista a győztes
A Debreceni Református Kollégium diákja nyert.
Talentum-díjas a debreceni tudós
Talentum-díjas a debreceni tudós
Az elismerésre érdemes kutatók Szent-Györgyi Alberthez hasonlóan itthon végzik a munkájuk jelentős részét.
Két kategóriában is csúcsra ért a Debreceni Egyetem
Két kategóriában is csúcsra ért a Debreceni Egyetem
A tavalyi hallgatóbarát győzelem és kancellári különdíj után idén is az élmezőnyben végzett az intézmény.
Farmakoterápia menedzsment szak indul Debrecenben
Farmakoterápia menedzsment szak indul Debrecenben
Gyakorlatorientáltság és multidiszciplináris szemlélet.
Létrejött a Debrecen-Hongkong kapcsolat
Létrejött a Debrecen-Hongkong kapcsolat
A most megkötött megállapodás lehetőséget teremt az együttműködés kereteinek bővítésére is - írják.
Tíz év múlva már robot fog előadást tartani Debrecenben?
Tíz év múlva már robot fog előadást tartani Debrecenben?
Az egyetem rendezvényén ez is szóba került.
Újabb sebészeti robotot adtak át Debrecenben
Újabb sebészeti robotot adtak át Debrecenben
Mellkassebészeti, valamint fül-orr-gégészeti beavatkozásoknál alkalmazzák majd.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
A csehek is bevezették az üzemanyagárstopot
A csehek is bevezették az üzemanyagárstopot
A maximális ár nagyjából egy koronával magasabb a jelenlegi átlagárnál.
Hirdetés
Hirdetés
Bajnoki finis: ekkor játszik a DVSC
Bajnoki finis: ekkor játszik a DVSC
Az utolsó forduló részletes programjára még várni kell.
Donald Trump Irán elpusztításával fenyegetett
Donald Trump Irán elpusztításával fenyegetett
Az ultimátum magyar idő szerint hajnali 2-ig szól.
Díjnyertes fotókat láthatunk Debrecenben
Díjnyertes fotókat láthatunk Debrecenben
Ünnepélyes megnyitót rendeznek.
Gazdaság
Folytatódna az aszfaltozás a Basahalom utcában
Pályázatot írt ki a debreceni önkormányzat.
E-autók eladása: rekordok dőltek meg
Már a háromszázadik zöld busz állt munkába márciusban.
Fejlesztik Komádi idősotthonát és óvodáját
A városházán is dolgoznak majd a szakemberek.
Sokan már véglegesítették az adóbevallást
Akinek pénz áll a házhoz, érdemes mielőbb jóváhagynia a tervezetet.
Eszközökre és örökségre is jutott Esztáron
A bihari falu a Versenyképes Járások Program forrásából fejlesztette a konyhát, könyveket adott ki, és már a következő ütemre is készül.
Hirdetés
Hirdetés
Támogatott tartalom
Szevasz Terasz: Indul a tavaszi borterasz-szezon
Szevasz Terasz: Indul a tavaszi borterasz-szezon
Csaknem száz borászat vár, hogy érezd a tavasz ritmusát.
Debreceni irodaház takarítóit keresik
Debreceni irodaház takarítóit keresik
Ajánlattételi felhívás.
E-számla kampány indul Debrecenben
E-számla kampány indul Debrecenben
Kedvezménnyel ösztönzik a lakosságot digitális számlázásra.
Hirdetés