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
Magyarország feldarabolására emlékeznek Debrecenben
Magyarország feldarabolására emlékeznek Debrecenben
Ünnepélyes műsort láthatnak az érdeklődők.
Négyes karambol történt Debrecenben
Négyes karambol történt Debrecenben
Tűzoltók és mentők a helyszínen.
Idén is keresik az év cívis házát Debrecenben
Idén is keresik az év cívis házát Debrecenben
Debrecen építészeti örökségének védelme érdekében hozták létre a díjat.
Debreceni utcákat aszfaltoznának
Debreceni utcákat aszfaltoznának
Kiválasztották a tervezőt.
Egy lépéssel közelebb egy debreceni utca felújítása
Egy lépéssel közelebb egy debreceni utca felújítása
Eldőlt, melyik cég végzi a tervezést.
Régi cívisház fakapuja újul meg Debrecenben
Régi cívisház fakapuja újul meg Debrecenben
Városvédők, tulajdonosok és diákok közös összefogásával.
Ha nyár, akkor GSV-napok!
Ha nyár, akkor GSV-napok!
Az év legnagyobb építőanyagvására Debrecenben.
Tanya égett Debrecenben
Tanya égett Debrecenben
A Bayk András kertben.
Akik még nem is hallottak a gyermeknapról
Akik még nem is hallottak a gyermeknapról
150 felnőtt töltött káposztát, több mint 100 gyermek pizzát kapott Debrecenben.
Még több fotón a Debrecen Drive
Még több fotón a Debrecen Drive
Szenvedély, találkozások és lenyűgöző gépek a Nagyerdőn.
Siófok, Hajdúszoboszló és Gyula az élen
Siófok, Hajdúszoboszló és Gyula az élen
A nyári előfoglalások alapján állított sorrendet a Szallas.hu.
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.
Több mint méz: sokkal nagyobb a tét
Több mint méz: sokkal nagyobb a tét
A debreceni konferencián a beporzók szerepe és fogyatkozása került középpontba.
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.
Hirdetés
Hirdetés
Rekord: 552 kiló kokaint foglaltak le Magyarországon
Rekord: 552 kiló kokaint foglaltak le Magyarországon
A kokaint banánszállítmány közé rejtették.
Hirdetés
Hirdetés
Demeter Szilárd lemondott
Demeter Szilárd lemondott
Posztjáról június 1-el távozott.
Borsot vonnak ki a forgalomból
Borsot vonnak ki a forgalomból
Határérték feletti növényvédőszer-maradék lehet a kínai fűszerben.
Magyarország feldarabolására emlékeznek Debrecenben
Magyarország feldarabolására emlékeznek Debrecenben
Ünnepélyes műsort láthatnak az érdeklődők.
Vádat emeltek egy gyermekfelügyelő ellen
Vádat emeltek egy gyermekfelügyelő ellen
A gyermekotthonban élő kiskorúval többször lefeküdt.
Gazdaság
Zsákán nem csak terveznek, építenek is
A Rákóczi utca szélesítése hamarosan elindulhat a településen.
Díjkötelessé válik az építési hulladék leadása
Meg is indokolta a MOHU Zrt. a döntést.
Eltitkolta bevételeit egy taxis cég
Lába kelt 200 millió forintnak.
Teherautók, por és aggodalmak Biharkeresztesen
A bánya és a Viastein fontos a városnak, de a lakók problémáira megoldást kell keresni.
Visszaállítják a katás adózást
Azt azonban nem akarják, hogy a nagy cégek megint kihasználják a rendszert - hangzott el.
Közelít a védetthez az üzemanyagár
Ismét csökken a benzin és gázolaj ára.
Támogatott tartalom
Ha nyár, akkor GSV-napok!
Ha nyár, akkor GSV-napok!
Az év legnagyobb építőanyagvására Debrecenben.
Dzsungellé változik hétvégén a villamos
Dzsungellé változik hétvégén a villamos
Maugli világa költözik Debrecen ikonikus szerelvényeire.
Világzene érkezik Debrecenbe ősszel
Világzene érkezik Debrecenbe ősszel
Az Oi va Voi együttes lüktető dallamai szólalnak meg a Kölcseyben.
Építőtábor: a Merengő – közösségi építés diákokkal
Építőtábor: a Merengő – közösségi építés diákokkal
Az építészet társadalmi felelősségvállalása.