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.

További híreink
Debreceni tehetségek – átadták a 2026. évi ösztöndíjakat
Debreceni tehetségek – átadták a 2026. évi ösztöndíjakat
Sportolókat, középiskolásokat és egy színházi rendezőt díjaztak.
Megszűnik a Hajdú-bihari Napló mint napilap
Megszűnik a Hajdú-bihari Napló mint napilap
Hetilapként folytatja a Debrecenben megjelenő újság.
A CATL belső vizsgálatot indított
A CATL belső vizsgálatot indított
Személyi sérülés nem történt a debreceni incidenskor - írták.
MIAKÖ: többen rosszul lettek a debreceni akkumulátorgyárban
MIAKÖ: többen rosszul lettek a debreceni akkumulátorgyárban
Információik szerint vegyi anyag szivároghatott az üzemben.
Egyhangú döntés arról, ki vezesse a MODEM-et
Egyhangú döntés arról, ki vezesse a MODEM-et
Puskás István: a folyamatos építkezés ambíciójának szavazott bizamat a debreceni közgyűlés.
Leszavazták a debreceni közgyűlés feloszlatási kísérletét
Leszavazták a debreceni közgyűlés feloszlatási kísérletét
Két képviselő szerint ez lett volna a politikailag felelős döntés.
Autótűz Debrecenben
Autótűz Debrecenben
Eloltották a lángokat.
Egymilliárd forintot remélt a csaló cégvezető
Egymilliárd forintot remélt a csaló cégvezető
Két embert is elítélhetnek Debrecenben.
„A tiszás sikert lovagolnák meg”
„A tiszás sikert lovagolnák meg”
Visszább szorítanák az aktuálpolitikai felszólalásokat a debreceni közgyűlésben.
Tárkányi Pappnak: „Maguk hozzák ide a szennyező gyárakat!”
Tárkányi Pappnak: „Maguk hozzák ide a szennyező gyárakat!”
A debreceni Semcorp tevékenységét felfüggesztették.
Megújultak a virágágyások a debreceni Egyetem téren
Megújultak a virágágyások a debreceni Egyetem téren
A felsőoktatási intézmény kérdőívét több mint 7500-an töltötték ki.
Új dékánokat neveztek ki Debrecenben
Új dékánokat neveztek ki Debrecenben
A leköszönőket elbúcsúztatták.
Orvosokat avattak Debrecenben
Orvosokat avattak Debrecenben
Átvették diplomájukat a végzősök.
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.
Hirdetés
Hirdetés
Debreceni tehetségek – átadták a 2026. évi ösztöndíjakat
Debreceni tehetségek – átadták a 2026. évi ösztöndíjakat
Sportolókat, középiskolásokat és egy színházi rendezőt díjaztak.
Hirdetés
Hirdetés
Megszűnik a Hajdú-bihari Napló mint napilap
Megszűnik a Hajdú-bihari Napló mint napilap
Hetilapként folytatja a Debrecenben megjelenő újság.
A CATL belső vizsgálatot indított
A CATL belső vizsgálatot indított
Személyi sérülés nem történt a debreceni incidenskor - írták.
Hirdetés
Hirdetés
Újabb két kapust igazolt a DVSC
Újabb két kapust igazolt a DVSC
A debreceniek kerete egy fiatal és egy rutinos cerberus bővült
Kevésbé látványos, de hasznos fejlesztések Hosszúpályiban
Kevésbé látványos, de hasznos fejlesztések Hosszúpályiban
Gép- és eszközbeszerzéseken, valamint az új urnafalak létesítésén túl van a település; tervben a gondozási központ felújítása.
Családi ház égett Balmazújvárosban
Családi ház égett Balmazújvárosban
A Kodály Zoltán utcában dolgoznak a tűzoltók.
Gazdaság
Szennyezés Debrecenben: fémek a talajvízben
A kormányhivatal több bírságot is kiszabott a Semcorpra, az önkormányzat feljelentést tett.
Világos üzenetet küldött Hajdúhadház vezetése
A város önkormányzati képviselő-testülete szerint akkumulátoriparhoz kapcsolódó tevékenységnek nincs helye a településen.
Küszöbön a Piac utcai lakásberuházás
Több mint száz lakás épül a debreceni Apolló-tömbben.
Papp László: büntetőfeljelentést teszünk a Semcorp ellen
Környezetszennyezés történt a debreceni gyárban.
Belvárosi ingatlantól válna meg Debrecen városa
A ház rossz műszaki állapotban van.
Támogatott tartalom
A magyar nők java magára marad a menopauzával
A magyar nők java magára marad a menopauzával
Ez derül ki a Richter Gedeon Zrt. nemzetközi kutatásából.
Felnézek Fesztivál: örömünnep a debreceni főtéren
Felnézek Fesztivál: örömünnep a debreceni főtéren
Egy különleges este, ami több lehet, mint egy koncertélmény – július 4-én ingyenes zenei fesztivál várja az érdeklődőket.
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.