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
További híreink
Munkanap-áthelyezés: így parkol Debrecen
Munkanap-áthelyezés: így parkol Debrecen
A DV Parking ügyfélszolgálata nyitva lesz.
Hóhelyzet: méltányossági elbánásban részesülhetnek a hallgatók
Hóhelyzet: méltányossági elbánásban részesülhetnek a hallgatók
Akik az időjárási körülmények miatt nem tudnak időben megjelenni a vizsgájukon, nem kerülhetnek hátrányba.
Szavazatszámlálókat keresnek Debrecenben
Szavazatszámlálókat keresnek Debrecenben
Már lehet jelentkezni az idei országgyűlési választásokra.
Aknába esett egy ló Szentpéterszegen
Aknába esett egy ló Szentpéterszegen
Tűzoltók siettek a segítségére.
Újabb adag havat kapott Debrecen
Újabb adag havat kapott Debrecen
Nyolc géppel dolgoznak a város útjain.
Vörös kód: figyeljünk a hajlék nélkül élőkre!
Vörös kód: figyeljünk a hajlék nélkül élőkre!
A hideg és a hó miatt különösen kiszolgáltatott helyzetben vannak.
Ittas nő feküdt a sínekre Bocskaikertben
Ittas nő feküdt a sínekre Bocskaikertben
Ítéletet hozott a Debreceni Járásbíróság.
Hajdú-Biharban további 20 centiméternyi is hullhat
Hajdú-Biharban további 20 centiméternyi is hullhat
Debrecenre és a régióra figyelmeztetést adtak ki.
Felakadt a kerítésre a debreceni tolvaj
Felakadt a kerítésre a debreceni tolvaj
Egy élelmiszerbolt parkolója ejtette rabul.
Vonatnak ütközött: 3 millió a kár
Vonatnak ütközött: 3 millió a kár
Teherautóval ment neki a szerelvény oldalának a 33-ason. Vádat emeltek Debrecenben.
Jelentik: takarítják Debrecent
Jelentik: takarítják Debrecent
Az újabb havazás újabb indulatokat szül a városban.
Hóhelyzet: méltányossági elbánásban részesülhetnek a hallgatók
Hóhelyzet: méltányossági elbánásban részesülhetnek a hallgatók
Akik az időjárási körülmények miatt nem tudnak időben megjelenni a vizsgájukon, nem kerülhetnek hátrányba.
A digitális térben elmagányosodnak a fiatalok
A digitális térben elmagányosodnak a fiatalok
Figyelemfelhívó eredményekre jutottak egy egészségszociológiai kutatás révén.
Szűrővizsgálatokkal is segített a DEKOM Domboson
Szűrővizsgálatokkal is segített a DEKOM Domboson
Többeket évek óta nem látott háziorvos.
Debreceni hajléktalanoknál járt a DEKOM
Debreceni hajléktalanoknál járt a DEKOM
Csokoládét gyűjtöttek egyetemisták.
Gyémánttá csiszolt sorsok: kuláklistától az életműdíjig
Gyémánttá csiszolt sorsok: kuláklistától az életműdíjig
Dr. Kántor Sándorné Dr. Varga Tündét megfosztották álmától, de végül a matematika és fizika ünnepelt doktora lett Debrecenben.
Új orvosigazgatót neveztek ki Debrecenben
Új orvosigazgatót neveztek ki Debrecenben
A nagy hagyományokra épülő, jeles elődök által vezetett szakmai műhely munkáját viheti tovább.
A debreceni modellt Berettyóújfaluban is bevezetik
A debreceni modellt Berettyóújfaluban is bevezetik
A korszerűsítés részeként új helyen alakítják ki az alapellátási ügyeletet.
De mi van az Nemzeti Oltóanyaggyárral?
De mi van az Nemzeti Oltóanyaggyárral?
Az influenzajárvány idején újra és újra felvetődik a debreceni vakcina-előállítás kérdése.
Karácsonyi ebéd a debreceni hajléktalanoknak
Karácsonyi ebéd a debreceni hajléktalanoknak
Többfogásos menüt szolgálnak fel az elesetteknek.
Szájápolással tehetsz a szívinfarktus ellen
Szájápolással tehetsz a szívinfarktus ellen
Alkalmazható népegészségügyi eredményt értek el Debrecenben
Változtatási tilalomról is határozott a közgyűlés
Változtatási tilalomról is határozott a közgyűlés
Gohér utca, Egyetem tér, Vekeri-tó – ezek is szóba kerültek az ülésen.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Magyar dobogó: S-Cross, Octavia, Vitara
Magyar dobogó: S-Cross, Octavia, Vitara
Ez a tíz modell viszi a prímet Magyarországon.
Hirdetés
Hirdetés
Operatív törzs: rendkívüli hideg jön
Operatív törzs: rendkívüli hideg jön
Életveszélyes, ha valaki a szabadban tölti az éjszakát.
Hirdetés
Hirdetés
Volt polgármesterét gyászolja Tiszacsege
Volt polgármesterét gyászolja Tiszacsege
A település díszpolgára is volt.
Rekordszintű költés digitális élményekre
Rekordszintű költés digitális élményekre
Soha nem látott növekedés a digitális szórakozásban.
Gazdaság
Banki károsultaknak indít programot a Jobbik
Tavasszal országjárásra indulnak.
Már angol kézben a DVSC
Mark Stott a Stockport County új pályára állításával letette a névjegyét a futballban is. Az emberei már az igazgatóságban vannak Debrecenben.
Nestlé-terméket hívtak vissza
A szennyeződéssel további termékek is érintettek lehetnek.
Emelkedik a tanítók, a tanárok, az óvónők bére
Több fizetést vihetnek haza a szakképzésben dolgozók is.
Tizennégy hajdú-bihari település kapott támogatást
Meghatározott célra fordíthatják a pénzt.
Támogatott tartalom
Magyar fejlesztés közösségi pajzsmirigy-tapasztalatokra építve
Magyar fejlesztés közösségi pajzsmirigy-tapasztalatokra építve
Tudatos rendszer a gyógyszeres kezelés természetes kiegészítésére
Családi ház 70 millióért? A Dryvit Profi Kft. megépíti
Családi ház 70 millióért? A Dryvit Profi Kft. megépíti
Hajdúböszörményben lakópark épül.
Debrecen is ultragyors e-töltővel gazdagodik
Debrecen is ultragyors e-töltővel gazdagodik
A fejlesztések célja, hogy a vásárlók a decemberi, ünnepi időszakban is gyorsan és megbízhatóan tölthessék elektromos járműveiket.
Berendezéseket cserélnének a Balmazújvárosi úton
Berendezéseket cserélnének a Balmazújvárosi úton
Műszakilag elavultak a meglévők. A Debreceni Vízmű Zrt. pályázata.