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

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
Frontális karambol a 33-ason, Debrecennél
Frontális karambol a 33-ason, Debrecennél
A balesethez mentőhelikopter is érkezett.
Debrecen polgármestere káoszra figyelmeztet
Debrecen polgármestere káoszra figyelmeztet
Papp László óv az „értékrend nélküli szélkakasoktól”.
Debrecenben fáklyafénnyel tisztelegtek a hősök előtt
Debrecenben fáklyafénnyel tisztelegtek a hősök előtt
Ünnepi műsort láthattak az érdeklődők.
Papp László: Erre nincs mentség!
Papp László: Erre nincs mentség!
A debreceni városvezető szerint Tárkányi Zsoltnak távoznia kell a közéletből.
Piacra dobták a debreceni palotát
Piacra dobták a debreceni palotát
A MÁV még az országgyűlési választások előtt megválna a Piac utcai épülettől.
Debrecenben döntenek a csákánynyeles gyilkos sorsáról
Debrecenben döntenek a csákánynyeles gyilkos sorsáról
Féltékenységből ölt a szabolcsi férfi.
Két kisteherautó égett Debrecenben
Két kisteherautó égett Debrecenben
Három vízsugárral oltottak a tűzoltók.
Újranyitották a közösségi házat a Tégláskertben
Újranyitották a közösségi házat a Tégláskertben
Élet költözik az épület falai közé.
Baleset a CATL-nél: vizsgálják az esetet
Baleset a CATL-nél: vizsgálják az esetet
A debreceni gyár területére mentőhelikopter is érkezett.
Megidézték a márciusi ifjak bátorságát Debrecenben
Megidézték a márciusi ifjak bátorságát Debrecenben
A szabadság nem magától értetődő - hangzott el.
Az életvégi méltóságról Debrecenben
Az életvégi méltóságról Debrecenben
Kutatási eredményt mutattak be.
Így zajlik Debrecenben a matematika „mumustalanítása”
Így zajlik Debrecenben a matematika „mumustalanítása”
Az egyetem óvodájában kiemelt figyelmet fordítanak a tehetséggondozásra.
Újraválasztották a debreceni elnököt
Újraválasztották a debreceni elnököt
Ismét bizalmat szavaztak neki.
Egyetemisták is segítettek Bodaszőlőn
Egyetemisták is segítettek Bodaszőlőn
A DEKOM sokadik alkalommal vitt adományokat a zártkertek lakóinak.
A Debreceni Egyetem az építőipart is megreformálhatja
A Debreceni Egyetem az építőipart is megreformálhatja
Az egyetem mérnökei vákuumpaneleket fejlesztettek ki.
Elhunyt a debreceni irodalomtörténész
Elhunyt a debreceni irodalomtörténész
Doktori fokozatát a város egyetemén szerezte.
Debrecen Maraton: zene füleinknek
Debrecen Maraton: zene füleinknek
Mindenkit futásra biztatnak, az sem baj, ha valaki elsőre sétálósra fogja.
Aranyat ér a debreceni innováció
Aranyat ér a debreceni innováció
Elektronikai hulladékból nyerik ki a nemesfémeket.
A Debreceni Egyetem három professzorát díjazták
A Debreceni Egyetem három professzorát díjazták
Példamutató tevékenységükkel járultak hozzá a ritka betegségekkel élők életminőségének javításához.
Debrecen Maraton: hidegzuhany és sprint
Debrecen Maraton: hidegzuhany és sprint
Politikai hőhullámok, újjáalakított szervezőcsapat, klasszikus helyett körverseny.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Magyar Péter: átadjuk a múltnak a félelemkeltést
Magyar Péter: átadjuk a múltnak a félelemkeltést
A TISZA Párt elnöke úgy fogalmazott: „megtanultuk az őseinktől, hogy semmi sem tart örökké”.
Hirdetés
Hirdetés
Felhős hétkezdés után kiderül az ég
Felhős hétkezdés után kiderül az ég
Több helyen eső várható.
Gazdaság
Költsön okosan: mérlegeljen a vásárlás előtt!
A fogyasztóvédők a tudatosságra hívják fel a figyelmet.
Ellenőrizze az szja-bevallási tervezetét!
Néhány kattintással jóváhagyható.
Kiemelten ellenőrzi a benzinkutakat a NAV
A szabályszegők akár 15 millió forintos bírságra is számíthatnak.
Hazai és nemzetközi nagyvállalatok kínálnak ígéretes karriert
Országosan várják azokat, akik komolyan gondolják a karrierjüket.
Kérdéses, hogy lesz-e pénz a vasútfejlesztésre
Debrecen-Nyíregyháza vonal: még nincs meg a fedezet, ez szerepel a feltételes közbeszerzések anyagában.
Hirdetés
Hirdetés
Támogatott tartalom
Megújul az út Hadház és Sámson között
Megújul az út Hadház és Sámson között
Csaknem 9 kilométeren dolgoznak. +Videó
Nyílt nap a Debreceni Vízműnél
Nyílt nap a Debreceni Vízműnél
Az érdeklődők a kulisszák mögé is betekinthetnek.
Kiemelt a berettyóújfalui szállodaberuházás
Kiemelt a berettyóújfalui szállodaberuházás
Gyorsabb eljárás jöhet a turisztikai fejlesztésnél.
Hirdetés