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
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
Papp László: ne haraggal, ne ész nélkül
Papp László: ne haraggal, ne ész nélkül
Az ország ereje nem egymás megalázásában, hanem az egymásba vetett bizalom megerősítésében van – mondta Debrecen polgármestere.
A debreceni virágkocsik képeken
A debreceni virágkocsik képeken
Virágba borult a belváros.
Régi-új vezetője lehet a debreceni holdingnak
Régi-új vezetője lehet a debreceni holdingnak
Marossy Virág nem marad a vagyonkezelőnél.
Szociális alapú lakásprogram indul Debrecenben
Szociális alapú lakásprogram indul Debrecenben
Avárosvezetés 2015 decemberétől gyakorlatilag leállította az önkormányzati lakások értékesítését - írják.
A polgármester mond beszédet Debrecenben
A polgármester mond beszédet Debrecenben
Az államalapítás ünnepén reggel kezdődnek a hivatalos programok.
Egy debreceni egyesület 28 milliót fizetett vissza
Egy debreceni egyesület 28 milliót fizetett vissza
A pénzt „közösségépítő programjának megvalósítására” kapta.
Élőben közvetítik a debreceni virágkarnevált
Élőben közvetítik a debreceni virágkarnevált
Az államalapítás ünnepén elindul a független és hiteles Híradó - közölték.
Újabb Lidl nyílik Debrecenben
Újabb Lidl nyílik Debrecenben
Sokáig bioboltról szóltak a hírek.
Térképen a debreceni és hajdú-bihari civilek támogatása
Térképen a debreceni és hajdú-bihari civilek támogatása
A térkép választókerületekre lebontva mutatja, milyen helyi szervezet, mikor és mennyit kapott.
A Debreceni Egyetem tanára és L. Ritók Nóra a kitüntetettek között
A Debreceni Egyetem tanára és L. Ritók Nóra a kitüntetettek között
Állami kitüntetéseket adtak át augusztus 20-án az Országház Kupolacsarnokában.
Újabb öt év a Zeneművészeti Kar élén
Újabb öt év a Zeneművészeti Kar élén
A zenetanár- és zenészhiány miatt komoly perspektívája van a felsőfokú zenei képzésnek.
Barokk növénylabirintus az Egyetem téren
Barokk növénylabirintus az Egyetem téren
Csaknem háromezer növény díszíti.
Debreceni Egyetem: új dékán a TTK-n
Debreceni Egyetem: új dékán a TTK-n
Új fejezet a debreceni természettudományos képzésben.
A nemzetközi fronton erősít a Debreceni Egyetem
A nemzetközi fronton erősít a Debreceni Egyetem
Egyre élesebb az egyetemek közötti verseny a hallgatókért.
Kossa György elköszönt: lezárul egy korszak a Debreceni Egyetemen
Kossa György elköszönt: lezárul egy korszak a Debreceni Egyetemen
A Gróf Tisza István Debreceni Egyetemért Alapítvány kuratóriumának elnökeként utoljára szólt a Debreceni Egyetem szenátusa előtt.
Debreceni sebészhallgató nyerte a humorversenyt
Debreceni sebészhallgató nyerte a humorversenyt
Az orvostanhallgató meggyőzte a közönséget is.
A Debreceni Egyetem megtette javaslatait
A Debreceni Egyetem megtette javaslatait
Rendkívüli ülést tartott a szenátus.
yoUDay: Charlie, Beton.Hofi, BSW
yoUDay: Charlie, Beton.Hofi, BSW
Szeptember 16-án rendezik a deberceni tanévnyitó stadionshow-t.
Hirdetés
Hirdetés
A Debreceni Egyetem tanára és L. Ritók Nóra a kitüntetettek között
A Debreceni Egyetem tanára és L. Ritók Nóra a kitüntetettek között
Állami kitüntetéseket adtak át augusztus 20-án az Országház Kupolacsarnokában.
Hirdetés
Ismét az ausztrál sztárnak termett babér Debrecenben
Ismét az ausztrál sztárnak termett babér Debrecenben
Az 51. Debrecen Nagydíjat rendezték.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Mentőhelikoptert hívtak a görbeházai balesethez
Mentőhelikoptert hívtak a görbeházai balesethez
Felborult egy személygépkocsi a Böszörményi utcában.
Pénteken tetőzik a hőség
Pénteken tetőzik a hőség
Csapadékra nincs sok esély.
Magyar Péter: két év alatt a semmiből jutottunk ide
Magyar Péter: két év alatt a semmiből jutottunk ide
Magyar Péter köszönetet mondott a közösség tagjainak.
Gazdaság
Régi-új vezetője lehet a debreceni holdingnak
Marossy Virág nem marad a vagyonkezelőnél.
Ennyit keresnek mától az állami cégek vezetői
A Magyar Közlönyben megjelent kormányhatározat.
Újabb Lidl nyílik Debrecenben
Sokáig bioboltról szóltak a hírek.
Csak egy napot kell kibírni bevásárlás nélkül
Augusztus 20-án zárva lesznek a nagy élelmiszerláncok üzletei
Komádi fejlődése 25 év után sem áll meg
A városiasodás folytatódik, a következő évek tervei már körvonalazódnak.
Kincsemet is megidézik a virágkarneválon
Tizenkét kocsit láthatnak a nézők a legkülönbözőbb témákban.
Támogatott tartalom
A legjobb hajdú-bihari portékákat keresik
A legjobb hajdú-bihari portékákat keresik
Idén is lehet pályázni termékdíjra.
Extra segítség a téli tüzelő előkészítéséhez
Extra segítség a téli tüzelő előkészítéséhez
Hecht rönkhasító fejszés rönkhasítás helyett.
Galiba Gyermekfesztivál: hat nap, 91 program
Galiba Gyermekfesztivál: hat nap, 91 program
A családoké lesz a főszerep Debrecenben.
Felújítaná légkezelő rendszerét az élményfürdő
Felújítaná légkezelő rendszerét az élményfürdő
Hűtőkörök és szerkezeti elemek korszerűsítésére várják az ajánlatot.