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
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
Feloszlatnák a közgyűlést: reagált Debrecen polgármestere
Feloszlatnák a közgyűlést: reagált Debrecen polgármestere
Következetességet kér a kezdeményezést előterjesztő képviselőktől.
Ajtó a semmibe – Debrecen lakáspolitikáját bírálják
Ajtó a semmibe – Debrecen lakáspolitikáját bírálják
Kollégiumok, szociális bérlakások kellenek – írják.
Próbaidős szabadságvesztést kértek a javítóintézeti öklösökért
Próbaidős szabadságvesztést kértek a javítóintézeti öklösökért
A megvádolt csoportvezető tagadta a terhére róttakat a Debreceni Járásbíróság előkészítő ülésén.
Rollerest gázoltak a Nagyerdőn
Rollerest gázoltak a Nagyerdőn
A rendőrök helyszínelnek Debrecenben
Négy feles után ült autóba a debreceni sofőr
Négy feles után ült autóba a debreceni sofőr
Másnap szintén részegen vezetett.
Lakásbárjában vár a legjobb debreceni bármixer
Lakásbárjában vár a legjobb debreceni bármixer
Aki világszínvonalú koktélokra vágyik vagy kellemes rendezvényhelyszínt keres, Kinczler Andrásnál mindkettőt megtalálja.
Mozgástér pont nyílt Debrecenben
Mozgástér pont nyílt Debrecenben
Amíg a gyerek edz, a szülő se tétlenkedjen.
Hermes-díjat nyert a Schaeffler
Hermes-díjat nyert a Schaeffler
A humanoid robotok természetes mozgásához járultak hozzá.
Karrierút a debreceni laborból az iparba
Karrierút a debreceni laborból az iparba
Szakmai napon találkoztak a munkáltatók és a hallgatók.
Tanulmány elkészítésére ír ki pályázatot az Aquaticum
Tanulmány elkészítésére ír ki pályázatot az Aquaticum
Telekhatáron kívüli vezetékszakaszt megterveztetnének.
Lelkészgyerekből függő: egy szexuális trauma öröksége
Lelkészgyerekből függő: egy szexuális trauma öröksége
„Felnőtt gyerekek” vallottak legsötétebb titkaikról Debrecenben.
Mozgástér pont nyílt Debrecenben
Mozgástér pont nyílt Debrecenben
Amíg a gyerek edz, a szülő se tétlenkedjen.
Karrierút a debreceni laborból az iparba
Karrierút a debreceni laborból az iparba
Szakmai napon találkoztak a munkáltatók és a hallgatók.
Gyöngytyúkok élnek a Böszörményi úti campuson
Gyöngytyúkok élnek a Böszörményi úti campuson
„Bio-rovarirtóiként” működnek a Debreceni Egyetemen: pusztítják a kullancsokat és a krumplibogarakat.
Maszkviselés: enyhítettek a szabályokon Debrecenben
Maszkviselés: enyhítettek a szabályokon Debrecenben
A berettyóújfalui kórházban sem kötelező a viselése mindenhol.
Szentek, ereklyék, zarándoklat a Science Caféban
Szentek, ereklyék, zarándoklat a Science Caféban
A középkor a témája a Debreceni Egyetem ismeretterjesztő előadásának.
Új biztonsági főigazgató a Debreceni Egyetemen
Új biztonsági főigazgató a Debreceni Egyetemen
Kovács Ferenc nyugdíjba vonult.
Mostantól padel és padbol a Debreceni Egyetemen
Mostantól padel és padbol a Debreceni Egyetemen
Csaknem 80 sportág közül választhatnak a hallgatók.
Boros kihívás Mádon: nagy buli készül
Boros kihívás Mádon: nagy buli készül
Mád Wine Challenge: bor, túra, kaland.
Kínában jártak a debreceni egyetemisták
Kínában jártak a debreceni egyetemisták
A cél a szakmai és tudományos együttműködés elmélyítése volt.
Debreceni oktató kapott rangos tehetséggondozó díjat
Debreceni oktató kapott rangos tehetséggondozó díjat
Hajdú-Bihar vármegyéből egyedül Laskay Edit részesült az elismerésben.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Utak felújítását tervezi Hajdúdorog
Utak felújítását tervezi Hajdúdorog
Aszfaltozásra készülnek.
Hirdetés
Hirdetés
Még két napig marad a jó idő
Még két napig marad a jó idő
Vasárnap hidegfront érkezik.
Gazdaság
Megerősítésre vár a mikepércsi vízmű medencéje
Szerkezeti repedések miatt azonnali beavatkozás vált szükségessé.
Lakásbárjában vár a legjobb debreceni bármixer
Aki világszínvonalú koktélokra vágyik vagy kellemes rendezvényhelyszínt keres, Kinczler Andrásnál mindkettőt megtalálja.
Kapitány: a minimálbér után 9 százalék lesz az szja
A kevesebbet keresők zsebében akár 240 ezer forinttal több marad - közölte a leendő miniszter.
Szakmai egyeztetést sürget az ásványolaj szövetség
A piac drasztikus mértékű, tartós szabályozása középtávon sem fenntartható - írják.
Hermes-díjat nyert a Schaeffler
A humanoid robotok természetes mozgásához járultak hozzá.
Karrierút a debreceni laborból az iparba
Szakmai napon találkoztak a munkáltatók és a hallgatók.
Támogatott tartalom
Tanulmány elkészítésére ír ki pályázatot az Aquaticum
Tanulmány elkészítésére ír ki pályázatot az Aquaticum
Telekhatáron kívüli vezetékszakaszt megterveztetnének.
Készül a Hungarospa a strandnyitásra
Készül a Hungarospa a strandnyitásra
Kezdődik a 100. strandszezon Hajdúszoboszlón.
Tűzjelző rendszert cserélne az Aquaticum
Tűzjelző rendszert cserélne az Aquaticum
Szükséges a hotel és fürdők tűzjelző rendszereinek egységes korszerűsítése.
Szevasz Terasz: Indul a tavaszi borterasz-szezon
Szevasz Terasz: Indul a tavaszi borterasz-szezon
Csaknem száz borászat vár, hogy érezd a tavasz ritmusát.
Hirdetés