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
További híreink
Így közlekedünk a Campus Fesztivál idején
Így közlekedünk a Campus Fesztivál idején
Éjszakai járatokat indít a DKV.
Koronavírus: ez a helyzet most Debrecenben
Koronavírus: ez a helyzet most Debrecenben
Megérkeztek a legfrissebb adatok.
A Bükkben terjeszkedik a Debreceni Egyetem
A Bükkben terjeszkedik a Debreceni Egyetem
Kihelyezett tanszéket hoznak létre.
Kegyetlen gyilkosság Hajdúnánáson
Kegyetlen gyilkosság Hajdúnánáson
Az ítélet súlyosítását kérik Debrecenben.
Száz éve született a debreceni színház örökös tagja
Száz éve született a debreceni színház örökös tagja
Jászai Mari-díjjal is elismerték a munkáját.
 Nyolc és fél órán át sztrájkoltak Debrecenben
Nyolc és fél órán át sztrájkoltak Debrecenben
Így nyomatékosították a béremelési igényeiket.
Hetekre lezárnak egy megállóhelyet Debrecenben
Hetekre lezárnak egy megállóhelyet Debrecenben
Máshol állnak meg a trolik, a buszok.
Felújítják a debreceni mentőállomást
Felújítják a debreceni mentőállomást
Napelemes rendszert is telepítenek.
Vidéken Debrecenben a legnagyobb a kínálat
Vidéken Debrecenben a legnagyobb a kínálat
A drágulás súlypontja Kelet-Magyarországra helyeződött.
A Bükkben terjeszkedik a Debreceni Egyetem
A Bükkben terjeszkedik a Debreceni Egyetem
Kihelyezett tanszéket hoznak létre.
Új osztályvezető főorvosok a berettyóújfalui kórházban
Új osztályvezető főorvosok a berettyóújfalui kórházban
Szabó Zoltán professzortól vették át kinevezésüket.
A fejlődés útján a debreceni egészségügy
A fejlődés útján a debreceni egészségügy
Immár minimálisan invazív, videó-asszisztált pajzsmirigyműtéteket végeznek Debrecenben.
Építőipari vállalat támogatja a gyermekek gyógyulását
Építőipari vállalat támogatja a gyermekek gyógyulását
Az összeg a vállalat jótékonysági kispályás labdarúgótornáján gyűlt össze.
Felvidéki partnere is van a Debreceni Egyetemnek
Felvidéki partnere is van a Debreceni Egyetemnek
Szintet lépnének a közös munkában.
Alvászavar: személyre szabott kezelés Debrecenben
Alvászavar: személyre szabott kezelés Debrecenben
A legkorszerűbb eszközökkel vizsgálják a betegek éjszakai alvását.
Meghibásodás a szolnoki kórházban; Debrecen segít
Meghibásodás a szolnoki kórházban; Debrecen segít
Az MR-készülék hűtése nem működik.
Debreceni Egyetem: új kuratóriumi tagok jöhetnek
Debreceni Egyetem: új kuratóriumi tagok jöhetnek
Pályázatot írtak ki a közérdekű vagyonkezelő alapítványoknál.
Új vezetők a Debreceni Egyetemen
Új vezetők a Debreceni Egyetemen
A kinevezések öt évre szólnak.
Az Aranybikából diákszállót csinálnának
Az Aranybikából diákszállót csinálnának
A debreceni főtér ikonikus épülete az állam tulajdonába kerül.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Soha nem volt ilyen kevés víz a Dunában
Soha nem volt ilyen kevés víz a Dunában
Ráadásul további apadás várható.
Ismét emelkedik az üzemanyagok ára
Ismét emelkedik az üzemanyagok ára
A benzin és a gázolaj is többe kerül péntektől.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Az egész családnak szól a XXXI. Szoboszlói Folkhétvége
Az egész családnak szól a XXXI. Szoboszlói Folkhétvége
Három nap a népzene és a hagyományok jegyében.
Már „csak” 6 milliárdot ér a magyar foci a tévének
Már „csak” 6 milliárdot ér a magyar foci a tévének
A szövetség eredetileg 8 milliárd forintot szeretett volna kapni a jogokért.
Törökök (is) vinnék a DVSC fiatal tehetségét
Törökök (is) vinnék a DVSC fiatal tehetségét
Több érdeklődő is van a debreceniek játékosa iránt.
Gazdaság
KSH: a bruttó átlagkereset 764 100 forint
Ez 8,7 százalékos emelkedés az előző évhez képest.
Nyolc és fél órán át sztrájkoltak Debrecenben
Így nyomatékosították a béremelési igényeiket.
Felújítják a debreceni mentőállomást
Napelemes rendszert is telepítenek.
Több tízmillióból fejlesztik a nádudvari sportcentrumot
Püspökladányi cég végzi a munkát.
Új kút erősítheti Esztár ivóvízellátását
A meglévő vízbázis az aszályos időszakban már alig elegendő, ezért nyáron akár korlátozásokra is szükség lehet.
Támogatott tartalom
Élményekkel teli nyár vár a Nagyerdei Kultúrparkban
Élményekkel teli nyár vár a Nagyerdei Kultúrparkban
Minden korosztály talál olyan programot, amely felejthetetlen élményt nyújt.
Fedezd fel a Zoo Debrecent naplemente után!
Fedezd fel a Zoo Debrecent naplemente után!
Esti séták különleges hangulatban.
Sikeres első évet zárt az ibis Styles Debrecen Airport
Sikeres első évet zárt az ibis Styles Debrecen Airport
A szálloda stabil működéssel, fenntarthatósági minősítéssel és egyre szélesebb partneri hálózattal vág neki második évnek.
Új vezérigazgató a HUNÉP Zrt-nél
Új vezérigazgató a HUNÉP Zrt-nél
Az új vezetés célja a stabil működés, a szakmai folytonosság és a változó ügyfélelvárásokhoz való alkalmazkodás.