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
Önvezető autók érkeznek Debrecenbe
Önvezető autók érkeznek Debrecenbe
Ezeket az egyetem területén, később a városi forgalomban is tesztelnének.
Így is van elég baj a Hal közzel
Így is van elég baj a Hal közzel
Szökik a víz a debreceni téren, de nem úgy, ahogy szeretnék.
Debreceni könyvadomány a beteg gyermekeknek
Debreceni könyvadomány a beteg gyermekeknek
Több mint 200 kötetet kapott a gyermekklinika.
Vallani arról, amiben megszakad a szív
Vallani arról, amiben megszakad a szív
Méltóság Mezeje: Debrecenben díjazták a legjobb írásműveket és képzőművészeti alkotásokat.
Tárkányi: a Debrecen Drive-nak nincs helye a Nagyerdőn
Tárkányi: a Debrecen Drive-nak nincs helye a Nagyerdőn
Reméli, jövőre találnak megfelelő helyszínt - írja a képviselő.
Megszüntetik az MCC-t – mi lesz az Aranybikával?
Megszüntetik az MCC-t – mi lesz az Aranybikával?
A debreceni szállodát az MCC 2021 tavaszán vette meg.
Megható, könnyes búcsú a debreceni mentőállomáson
Megható, könnyes búcsú a debreceni mentőállomáson
Közösen idézték fel az elmúlt 25 év emlékeit.
Rendbe teszik a debreceni Munkácsy utcát
Rendbe teszik a debreceni Munkácsy utcát
Erdeményt hirdettek a közbeszerzésen.
Újabb CATL-szennyezés: valaki simlis
Újabb CATL-szennyezés: valaki simlis
Hogyan kerülhet a gyárkapun kívüli közcsatornába technológiai szennyvíz?
TAVI: 80 éves beteg az ezredik páciens Debrecenben
TAVI: 80 éves beteg az ezredik páciens Debrecenben
Katéteres aortabillentyű-beültetés nyitott szívműtét helyett.
Tíz éve „ökoskodnak” a gyerekek
Tíz éve „ökoskodnak” a gyerekek
Jubileumi tortavágás a komplex vetélkedő után.
Börtönbe megy a Petőfi téri rabló
Börtönbe megy a Petőfi téri rabló
A nő egy fagylaltozó idős asszonyra támadt.
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.
VR-szemüvegek a debreceni gyermekklinikán
VR-szemüvegek a debreceni gyermekklinikán
Technológiai felajánlás a szorongások oldása, a fájdalomérzet csökkentése érdekében.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
TAMAraton Berettyóújfaluban: közel 300-an futottak
TAMAraton Berettyóújfaluban: közel 300-an futottak
Az idei esemény több újdonságot is tartogatott a résztvevők számára.
BL-döntő: szurkolók verekedtek Budapesten
BL-döntő: szurkolók verekedtek Budapesten
Elemzik a kamerafelvételeket.
Kozák Luca országos csúccsal nyert
Kozák Luca országos csúccsal nyert
A debreceni sportoló 100 méter gáton diadalmaskodott.
Biztos bennmaradást ért a DVSE-győzelem
Biztos bennmaradást ért a DVSE-győzelem
A debreceni csapat elérte az elsődleges célját.
Gazdaság
Társasházat tervez Vámospércs
A város a lakossággal közösen alakítaná ki a 220 lakásos új lakóövezet végleges formáját.
Feleannyi bűncselekmény Hajdúböszörmény térségében
A rendőrség eredményeiről, a munkaerőhiányról és a vízmegtartás fontosságáról tárgyalt a hajdú-bihari közgyűlés.
Újabb CATL-szennyezés: valaki simlis
Hogyan kerülhet a gyárkapun kívüli közcsatornába technológiai szennyvíz?
Szomjaznak a szántóföldi növények
Az Alföldön egyre többfelé tapasztalható közepes mértékű mezőgazdasági aszály.
Növelik a debreceni sétálóövezetet
Autómentes lesz a Piac utca újabb szakasza – másfél hónapra, a hétvégékre.
Támogatott tartalom
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.
Debrecenben is BL-döntős futballeste jön
Debrecenben is BL-döntős futballeste jön
Mozi, klub, teraszfoci és Sportfortuna élő tudósítás! Hol lehet nézni?