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.

Hirdetés
Hirdetés
További híreink
A MÁV is készül a hosszú hétvégére
A MÁV is készül a hosszú hétvégére
Megerősített kapacitásokkal.
Százéves a debreceni gimnázium egykori igazgatója
Százéves a debreceni gimnázium egykori igazgatója
Az egyetem rektora is felköszöntötte.
Középiskolákat díjazott a Debreceni Egyetem
Középiskolákat díjazott a Debreceni Egyetem
Fókuszban a tehetséggondozás.
Debreceni parkolási rend pünkösdhétfőn
Debreceni parkolási rend pünkösdhétfőn
A Lomnic utca a szezonban ünnepnapokon is díjköteles.
A debreceni fiatalokat várja a BeugRoom 2.0
A debreceni fiatalokat várja a BeugRoom 2.0
Régi-új hely a Gambrinus közben.
Megkötötték a négysávosítás tervezői szerződését
Megkötötték a négysávosítás tervezői szerződését
Újabb lépés a 4-es főút Debrecen és Nyíregyháza közötti szakasza fejlesztésében.
Életmentő készülék a debreceni egyházközségnek
Életmentő készülék a debreceni egyházközségnek
Új életmentő pontot támogat a Dorkász.
Debrecen újra a járművek fővárosa lesz
Debrecen újra a járművek fővárosa lesz
Látványos bemutatók a Nagyerdő szívében.
Marad a szolidaritási adó – reagált Debrecen polgármestere
Marad a szolidaritási adó – reagált Debrecen polgármestere
Papp László szerint tárgyalóasztalhoz kell ülni az új kormánnyal.
Régi adósságot is törlesztene a debreceni színház
Régi adósságot is törlesztene a debreceni színház
Betekintő a következő évad műsortervébe.
Másképp közlekedik a 39-es busz
Másképp közlekedik a 39-es busz
Lezárják a Szepesi bekötőutat.
Járda vezet majd a bánki iskolához
Járda vezet majd a bánki iskolához
Kihirdették a tervezőt. Debreceni cég nyert.
Középiskolákat díjazott a Debreceni Egyetem
Középiskolákat díjazott a Debreceni Egyetem
Fókuszban a tehetséggondozás.
Belgyógyászok tanácskoznak Debrecenben
Belgyógyászok tanácskoznak Debrecenben
Több mint 70 előadás hangzik el.
VR-szemüvegek a debreceni gyermekklinikán
VR-szemüvegek a debreceni gyermekklinikán
Technológiai felajánlás a szorongások oldása, a fájdalomérzet csökkentése érdekében.
Mit nyert a Debreceni Egyetem a modellváltással?
Mit nyert a Debreceni Egyetem a modellváltással?
Bács Zoltán rektor és az intézmény korábbi vezetői is elmondták véleményüket.
Lovaskocsikkal, hintókkal vonultak Debrecenben
Lovaskocsikkal, hintókkal vonultak Debrecenben
Több száz végzős hallgató búcsúzott az egyetemi évektől.
Kutatás és közösség: ez a debreceni szakkollégium
Kutatás és közösség: ez a debreceni szakkollégium
Konferenciát tartottak a debreceni DAB Székházban.
Elhunyt Debrecen neves professzora
Elhunyt Debrecen neves professzora
1988 óta volt a debreceni magyar irodalomtörténeti képzés nagyra becsült oktatója
Új korszak a debreceni érsebészeti ellátásban
Új korszak a debreceni érsebészeti ellátásban
Elvégezték az első sürgősségi stentgraft-beültetést.
Extrém katasztrófahelyzetben bizonyítottak a debreceniek
Extrém katasztrófahelyzetben bizonyítottak a debreceniek
Katasztrófa- és honvédorvosi versenyt rendeztek.
Megvédte bajnoki címét a Debreceni Egyetem
Megvédte bajnoki címét a Debreceni Egyetem
A III. HÖOK Kispályás Focikupát Budapesten rendezték.
A jövő műanyagai a Debreceni Egyetemen
A jövő műanyagai a Debreceni Egyetemen
A polimerek ma már életünk minden területét átszövik.
Innovatív terápiák a debreceni kongresszuson
Innovatív terápiák a debreceni kongresszuson
A legújabb kezelésekről is tanácskoztak.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
A MÁV is készül a hosszú hétvégére
A MÁV is készül a hosszú hétvégére
Megerősített kapacitásokkal.
Százéves a debreceni gimnázium egykori igazgatója
Százéves a debreceni gimnázium egykori igazgatója
Az egyetem rektora is felköszöntötte.
A bakator nyomában jártunk Hajdúhadházon
A bakator nyomában jártunk Hajdúhadházon
Az érmelléki borászat múltjáról és jövőjéről szólt az est, amely inspirációt kínált a helyi gazdáknak.
Gazdaság
Felmentették a NAV elnökhelyettesét
A pénzügyminiszter közölte.
Revolut: változnak az utalási díjak
Újdonság: mehet a számlára a munakbér.
Nehéz örökség után építkeznek Kismarján
A polgármester takarékosságról, pályázatokról és saját, bevételtermelő kft-ről beszélt.
KSH: 779 800 forint a bruttó átlagkereset
A nettó kereset mediánértéke 432 100 forintot tett ki.
Járda vezet majd a bánki iskolához
Kihirdették a tervezőt. Debreceni cég nyert.
Támogatott tartalom
Debreceni parkolási rend pünkösdhétfőn
Debreceni parkolási rend pünkösdhétfőn
A Lomnic utca a szezonban ünnepnapokon is díjköteles.
Mérnökfesztivál gyerekeknek az Emerson | NI-nál
Mérnökfesztivál gyerekeknek az Emerson | NI-nál
A debreceni üzemére büszke nagyvállalat küldetésének tartja, hogy a diákok nyissanak a műszaki ismeretek felé.
Lakóingatlan-fejlesztési lehetőség Debrecenben
Lakóingatlan-fejlesztési lehetőség Debrecenben
A Debreceni Vagyonkezelő Zrt. árverési hirdetménye.
Filmzenék koncertje – újra Debrecenben
Filmzenék koncertje – újra Debrecenben
Visszatér Debrecenbe az ország legsikeresebb filmzenekoncetrje, megújult műsorral.
Hirdetés