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

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
Nyári konyha égett Földes és Hajdúszovát között
Nyári konyha égett Földes és Hajdúszovát között
A 4805-ös út mellé riasztották a tűzoltókat.
Volt egyszer egy Vekeri-tó
Volt egyszer egy Vekeri-tó
Az egykori tómeder ma porzik.
Újabb felmérés az Egyetem térről
Újabb felmérés az Egyetem térről
Semmi ne történjen többé Debrecenben a lakosság bevonása nélkül – közölte Tárkányi Zsolt.
A Halastó utcaiak régi vágya teljesült
A Halastó utcaiak régi vágya teljesült
Kilencven méteren burkoltak Debrecenben.
Teljesítménybővítés a debreceni belvárosban
Teljesítménybővítés a debreceni belvárosban
Átmeneti forgalomkorlátozás a Klaipeda és a Kossuth utca sarkán, valamint a Burgundia utcán.
Koktél Műhely: baráti partik, céges csapatépítők
Koktél Műhely: baráti partik, céges csapatépítők
Kiváló koktélok, italok, exkluzív környezet bárral és tágas kerthelyiséggel.
Tenki Réka 40 éves
Tenki Réka 40 éves
Debreceni színpadoktól a magyar filmvilág élvonaláig.
Filmzenekoncert a debreceni csillagos ég alatt
Filmzenekoncert a debreceni csillagos ég alatt
Új zenei élmények és látványos vizuális megoldások a Nagyerdei Szabadtéri Színpadon.
Őssejtekből csontsejteket képeztek debreceni kutatók
Őssejtekből csontsejteket képeztek debreceni kutatók
Új lehetőségeket nyílhatnak a fogászati és traumatológiai beavatkozások során.
Újabb felmérés az Egyetem térről
Újabb felmérés az Egyetem térről
Semmi ne történjen többé Debrecenben a lakosság bevonása nélkül – közölte Tárkányi Zsolt.
Őssejtekből csontsejteket képeztek debreceni kutatók
Őssejtekből csontsejteket képeztek debreceni kutatók
Új lehetőségeket nyílhatnak a fogászati és traumatológiai beavatkozások során.
Újraválasztották a debreceni professzort
Újraválasztották a debreceni professzort
Az általa irányított testület feladata sokrétű.
Egyetem tér felújítása: már kitölthető a kérdőív
Egyetem tér felújítása: már kitölthető a kérdőív
A debreceni közélet is megpezsdült a tervezett rekonstrukció hírére.
Egyetem tér: online kérdőívet indítanak
Egyetem tér: online kérdőívet indítanak
A Debreceni Egyetem rektora beszélt a kötöttségekről.
Egyetem téri park: Papp László is beszállt
Egyetem téri park: Papp László is beszállt
A debreceni polgármester konzultációt kezdeményez.
Megújul az Egyetem tér
Megújul az Egyetem tér
A debreceni park több ütemben alakul át.
A Debreceni Egyetem a vízmegtartásért küzdene
A Debreceni Egyetem a vízmegtartásért küzdene
A 24. órában járunk – jelentette ki az államtitkár.
Bács Zoltán: sokat elértünk, de van még hova fejlődni
Bács Zoltán: sokat elértünk, de van még hova fejlődni
A Debreceni Egyetem nemzetközi elismertségre törekszik - mondta az új rektor.
Kismamák kaptak választ mindenre Debrecenben
Kismamák kaptak választ mindenre Debrecenben
Az érdeklődők a klinika munkatársainak vezetésével járták be az intézményt.
Hirdetés
Hirdetés
Nyári konyha égett Földes és Hajdúszovát között
Nyári konyha égett Földes és Hajdúszovát között
A 4805-ös út mellé riasztották a tűzoltókat.
Hirdetés
Ha a DVSC-szurkolók választhatnának...
Ha a DVSC-szurkolók választhatnának...
A debreceniek minden bizonnyal Máltára szavaznának.
Hirdetés
Hirdetés
Árat emel a Magyar Telekom, a Yettel és a One
Árat emel a Magyar Telekom, a Yettel és a One
Eddig tartott az önkéntes árkorlátozás.
A kormány elrendelte a dohány- és kaszinókoncessziók felülvizsgálatát
A kormány elrendelte a dohány- és kaszinókoncessziók felülvizsgálatát
Bizonyos szereplők több mint 10 milliárdos profitra tesznek szert - így Vitézy Dávid.
Magyar vezeti az 1000. világbajnoki mérkőzést
Magyar vezeti az 1000. világbajnoki mérkőzést
Újabb mérföldkő ez a 41 éves játékvezető karrierjében.
Fokozódik az aszály, tartós kánikula várható
Fokozódik az aszály, tartós kánikula várható
A tavaszi csapadékhiány miatt alacsony termésátlagokra van kilátás.
Gazdaság
Corvinus-alapítvány: lemondott Hernádi Zsolt
A MOL elnök-vezérigazgatója levélben indokolta döntését.
Üzemanyagok: kivezetik a védett árat
Magyar Péter jelentette be.
Sensirion: a 25 milliomodik terméket ünnepelték
Ünnep a debreceni gyáregységben.
Autókat venne az egyeki önkormányzat
Várják a pályázatokat.
KSH: a bruttó átlagkereset 772 200 forint
A nettó átlagkereset növekedését befolyásolta az anyák adómentessége.
Támogatott tartalom
Koktél Műhely: baráti partik, céges csapatépítők
Koktél Műhely: baráti partik, céges csapatépítők
Kiváló koktélok, italok, exkluzív környezet bárral és tágas kerthelyiséggel.
Filmzenekoncert a debreceni csillagos ég alatt
Filmzenekoncert a debreceni csillagos ég alatt
Új zenei élmények és látványos vizuális megoldások a Nagyerdei Szabadtéri Színpadon.
Programok, amit imádni fognak a gyerekek
Programok, amit imádni fognak a gyerekek
Úszástudás, angol nyelv és élmények egész nyáron a Debreceni Delfineknél.
Miért most éri meg céges rendezvényt szervezni?
Miért most éri meg céges rendezvényt szervezni?
A Tuba Tanya több, mint egy rendezvényhelyszín.