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
Debrecenben nagy szükség van a képzett szakemberekre
Debrecenben nagy szükség van a képzett szakemberekre
A munkaerőpiaci képzésekről is szó volt a DSZC sajtótájékoztatóján.
Május 12-ig maradhatnak a választási plakátok
Május 12-ig maradhatnak a választási plakátok
Ha nem szedik le időben, fizethetnek.
Debrecen utcáin kelnek életre az elfeledett sorsok
Debrecen utcáin kelnek életre az elfeledett sorsok
Hogy szerette Móricz a fröccsöt, milyen csínytevéseket követett el Szabó Magda? Ezekre is választ kapunk a Debreceni Séták programjain.
Mi Hazánk: közvetítsék élőben a közgyűlést
Mi Hazánk: közvetítsék élőben a közgyűlést
Debrecenben átrendeződés van - véli Salánkiné Kuti Zsuzsanna.
Debreceni utca kaphat aszfaltburkolatot
Debreceni utca kaphat aszfaltburkolatot
Kiírták a pályázatot.
Mérgező gáz Debrecenben: ketten kórházban
Mérgező gáz Debrecenben: ketten kórházban
A Tarr utcába riasztották a tűzoltókat.
Pénztárcát, telefont loptak a hajnali Debrecenben
Pénztárcát, telefont loptak a hajnali Debrecenben
Ketten kapták ki az értéktárgyakat a sértett kezéből.
Gyerekek tesznek a fenntarthatóságért
Gyerekek tesznek a fenntarthatóságért
Debreceni iskolások tanulják a környezetvédelmet, a valóságban.
Szentek, ereklyék, zarándoklat a Science Caféban
Szentek, ereklyék, zarándoklat a Science Caféban
A középkor a témája a Debreceni Egyetem ismeretterjesztő előadásának.
Rablás a Károlyi Mihály utcán
Rablás a Károlyi Mihály utcán
A 32 éves férfit a debreceni rendőrök egy órán belül azonosították, és elfogták. +Videó
Kegyetlen szülőket hallgatnak meg a Debreceni Ítélőtáblán
Kegyetlen szülőket hallgatnak meg a Debreceni Ítélőtáblán
A csecsemő folyamatosan sírt a fürdetés alatt – ennyi volt a bűne...
Új biztonsági főigazgató a Debreceni Egyetemen
Új biztonsági főigazgató a Debreceni Egyetemen
Kovács Ferenc nyugdíjba vonult.
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.
Új diákszállókat épít a Debreceni Egyetem
Új diákszállókat épít a Debreceni Egyetem
Leghamarabb a Böszörményi úti campusra tervezett valósulhat meg.
Nőhet a lombikkezelések száma Debrecenben
Nőhet a lombikkezelések száma Debrecenben
Az új épület várhatóan 2027-re készül el.
Hirdetés
Hirdetés
Megjavították a Barátság kőolajvezetéket
Megjavították a Barátság kőolajvezetéket
Zelenszkij szerint a szakembereik biztosították a rendszer és a berendezések működésének alapfeltételeit.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hagyományból építenek közösséget Bakonszegen
Hagyományból építenek közösséget Bakonszegen
Az egyesület őrzi a helyi értékeket, május elsején pedig nagy majálisra készül.
Hirdetés
Hirdetés
Debrecenben nagy szükség van a képzett szakemberekre
Debrecenben nagy szükség van a képzett szakemberekre
A munkaerőpiaci képzésekről is szó volt a DSZC sajtótájékoztatóján.
Hirdetés
Hirdetés
Maszkviselés: enyhítettek a szabályokon Debrecenben
Maszkviselés: enyhítettek a szabályokon Debrecenben
A berettyóújfalui kórházban sem kötelező a viselése mindenhol.
Május 12-ig maradhatnak a választási plakátok
Május 12-ig maradhatnak a választási plakátok
Ha nem szedik le időben, fizethetnek.
Gazdaság
Újjáéled a rég bezárt kokadi üzem
Egészségre, környezetre ártalmatlan munkával, húsz munkahellyel indulhat újra a régi telephely.
Ellátási zavarokra figyelmeztet a benzinkutak szövetsége
Senki ne lepődjön meg, ha bezárt benzinkutakra talál - írják.
Vendéglátóhelyek: 21 millió forint bírságot szabtak ki
Kivontak a forgalomból 345 terméket élelmiszert.
Az uniós forrásokról egyeztetett Magyar Péter
Az országnak járnak ezek a pénzek - mondta.
Vásári hangulat a 4-es mellett, Hajdúhadházon
Közel 100 millió forintos támogatásból épült meg az Ezerjó Piac – nagy terveket sző a városvezetés.
Főtámogatót vált a DVSC
Szolgáltató céggel kötött névszponzori szerződést a kézilabda klub.
Támogatott tartalom
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