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

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
Hirdetés
Hirdetés
További híreink
Kérdezni fogják a debreceni rendőrkapitányt
A Civil Fórum képviselői több témával készülnek a közgyűlésre.
Hármas karambol Debrecenben
Hármas karambol Debrecenben
A Böszörményi úton.
Hármas karambol Debrecenben
Hármas karambol Debrecenben
Tűzoltók, mentők Debrecenben.
Queen-slágerek egyedi hangzással
Queen-slágerek egyedi hangzással
Wolf Kati, Kocsis Tibor és Király Viktor Debrecenbe érkezik.
Verekedés az Ibolyánál: kihallgattak két embert
Verekedés az Ibolyánál: kihallgattak két embert
A debreceni rendőrök elszámoltatást ígérnek.
Debrecenben az átlagbér fele elmegy albérletre
Debrecenben az átlagbér fele elmegy albérletre
A lakbérek jelentős tételt jelentenek a nettó fizetésekhez mérve.
Rangos elismerés a debreceni neurológusnak
Rangos elismerés a debreceni neurológusnak
Sántha Kálmán-emlékérmet vehetett át.
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.
Mit nyert a Debreceni Egyetem a modellváltással?
Mit nyert a Debreceni Egyetem a modellváltással?
Bács Zoltán rektor és az intézmény korábbi vezetői is elmondták véleményüket.
Lovaskocsikkal, hintókkal vonultak Debrecenben
Lovaskocsikkal, hintókkal vonultak Debrecenben
Több száz végzős hallgató búcsúzott az egyetemi évektől.
Kutatás és közösség: ez a debreceni szakkollégium
Kutatás és közösség: ez a debreceni szakkollégium
Konferenciát tartottak a debreceni DAB Székházban.
Elhunyt Debrecen neves professzora
Elhunyt Debrecen neves professzora
1988 óta volt a debreceni magyar irodalomtörténeti képzés nagyra becsült oktatója
Új korszak a debreceni érsebészeti ellátásban
Új korszak a debreceni érsebészeti ellátásban
Elvégezték az első sürgősségi stentgraft-beültetést.
Hirdetés
Kérdezni fogják a debreceni rendőrkapitányt
A Civil Fórum képviselői több témával készülnek a közgyűlésre.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Felülvizsgálják a Klebelsberg Központ szerepét
Felülvizsgálják a Klebelsberg Központ szerepét
A kormány célja az, hogy az iskolák finanszírozása kiszámítható legyen.
Hirdetés
Hirdetés
Bővül és megújul a derecskei játszótér
Bővül és megújul a derecskei játszótér
A meglévő parkrészt megnövelik.
Hirdetés
Hirdetés
Gazdaság
Debrecenben az átlagbér fele elmegy albérletre
A lakbérek jelentős tételt jelentenek a nettó fizetésekhez mérve.
Célt ért a Harsona utcaiak panasza
A debreceni alpolgármester közölte, kiterjedt felújítás kezdődik.
Külföldi győzelem a debreceni ötletversenyen
A közösségi közlekedés tökéletesítése volt a feladat.
Ez okozta a tiszaújvárosi robbanást
Hernádi Zsolt a helyszínen tájékoztatott.
Összeírják a gazdálkodókat; Hajdú-Biharban is
Kötelező az adatszolgáltatás.
Remélik, már júliusban jöhet az áfacsökkentés
Mérséklődhet a zöldség és a gyümölcs fogyasztói ára.
Támogatott tartalom
Queen-slágerek egyedi hangzással
Queen-slágerek egyedi hangzással
Wolf Kati, Kocsis Tibor és Király Viktor Debrecenbe érkezik.
Gyermeknapi kaland vár a Zsuzsi kisvasúton
Gyermeknapi kaland vár a Zsuzsi kisvasúton
Színes programkavalkád a családoknak Hármashegyalján.
Debreceni parkolási rend pünkösdhétfőn
Debreceni parkolási rend pünkösdhétfőn
A Lomnic utca a szezonban ünnepnapokon is díjköteles.
Mérnökfesztivál gyerekeknek az Emerson | NI-nál
Mérnökfesztivál gyerekeknek az Emerson | NI-nál
A debreceni üzemére büszke nagyvállalat küldetésének tartja, hogy a diákok nyissanak a műszaki ismeretek felé.