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
Zöld folyadék: megbüntetik a CATL-t
Zöld folyadék: megbüntetik a CATL-t
A CATL debreceni telephelyénél május 5-én este bugyogott fel a csatornából a zöld színű folyadék.
Debrecen saját halottjának tekinti Polgár Sándort
Debrecen saját halottjának tekinti Polgár Sándort
Életével és munkásságával generációkat inspirált - írják.
Egy sállal akarta megölni válófélben lévő feleségét
Egy sállal akarta megölni válófélben lévő feleségét
A Debreceni Ítélőtábla az elsőfokú bíróság ítéletét helybenhagyta.
Elkészült a Balmazújvárosi úti csomópont
Elkészült a Balmazújvárosi úti csomópont
Határidő előtt végzett vele a kivitelező - közölte a debreceni polgármester.
Új Nagyállomást ígér a TISZA a debrecenieknek
Új Nagyállomást ígér a TISZA a debrecenieknek
Jelenlegi állapotában a város szégyenfoltja - hangzott el.
Eldőlt: Eszenyi Enikő nem rendez Debrecenben
Eldőlt: Eszenyi Enikő nem rendez Debrecenben
A Primadonnák nem kerül be a következő évad repertoárjába.
Két debreceni utcában is aszfaltoznának
Két debreceni utcában is aszfaltoznának
Megvan, kik készítik el a terveket.
Világbajnoki címet nyert a debreceni hallgató
Világbajnoki címet nyert a debreceni hallgató
Népes és erős mezőnyben végzett az élen.
Vádat emelnek a debreceni cipőtolvaj ellen
Vádat emelnek a debreceni cipőtolvaj ellen
Kétszer is lecserélte a használt lábbelijét.
Autók ütköztek Bánk közelében
Autók ütköztek Bánk közelében
Tűzoltók és mentők is érkeztek a helyszínre.
Világbajnoki címet nyert a debreceni hallgató
Világbajnoki címet nyert a debreceni hallgató
Népes és erős mezőnyben végzett az élen.
Félelmeikre is választ kaptak a debreceni nyílt napon
Félelmeikre is választ kaptak a debreceni nyílt napon
Zsúfolásig megtelt a szülészeti klinika tanterme.
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.
Hirdetés
Hirdetés
Hazatér a Portik-ügyek koronatanúja
Hazatér a Portik-ügyek koronatanúja
Radnai László korábban Dubajba menekült.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Eltörlik a tanárok teljesítményértékelési rendszerét
Eltörlik a tanárok teljesítményértékelési rendszerét
Aránytalanul nagy adminisztratív terhet jelentett - indokolták a döntést.
Hirdetés
Hirdetés
Kézigránát-baleset: vizsgálat indult
Kézigránát-baleset: vizsgálat indult
Más ügyek hátterének feltárása is folyik.
Gazdaság
A gyerekek jövőjébe fektet Mikepércs
Saját önkormányzati forrásból újul meg a Petőfi utcai óvoda udvara és környezete.
Lépésről lépésre próbálnak változtatni Komádiban
Tóth Ferenc polgármester szerint a kisvárosban a rendezettebb környezet és a szociális munka együtt hozhat eredményt.
Bojt újra elkezdett hinni önmagában
Az élet a településen ma már nem a múlt nehézségeiről, hanem a jövő építéséről szól.
Debrecenben a lehetőségek városa épül
Nagyvállalatok és helyi cégek egyaránt toboroznak.
Tanösvény épül Debrecen-Józsán
Kiírták a pályázatot.
Borsot vonnak ki a forgalomból
Határérték feletti növényvédőszer-maradék lehet a kínai fűszerben.
Támogatott tartalom
 Megnyílt Debrecen új prémium szépségszalonja
Megnyílt Debrecen új prémium szépségszalonja
Professzionális szolgáltatások a L’Essence De Luxe-ban.
Borünnep Debrecenben: idén is jön a FestiWine
Borünnep Debrecenben: idén is jön a FestiWine
A rendezvényt hagyományosan zenei és szabadidős programok is kiegészítik.
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.