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

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
Hirdetés
További híreink
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.
Konyhatüzet oltottak a Déli soron
Konyhatüzet oltottak a Déli soron
A lakó nem maradhatott a házban.
Papp László: Mégis vállalhatók az akkumulátoripari beruházások?
Papp László: Mégis vállalhatók az akkumulátoripari beruházások?
Debrecen polgármestere reagált a Greenpeace jelentésére.
Debrecen polgármestere: a vereség nem bagatellizálható
Debrecen polgármestere: a vereség nem bagatellizálható
Papp Lászlót a közgyűlés feloszlatásáról szóló híresztelésekről is kérdezte a Cívishír.
Karambol a forgalmas debreceni utcában
Karambol a forgalmas debreceni utcában
Két autó ütközött össze.
Sorban állás a TISZA debreceni képviselőinek aláírásáért
Sorban állás a TISZA debreceni képviselőinek aláírásáért
A szimpatizánsok elvégezték a plakátok eltakarítását.
Békás-tavi halpusztulás: természetes folyamat
Békás-tavi halpusztulás: természetes folyamat
A tó az évszaknak megfelelő állapotban van - írja a debreceni önkormányzat.
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.
Átadták a Műszaki Kar megújult épületét
Átadták a Műszaki Kar megújult épületét
A debreceni Egyetem az elmúlt öt évben 13,6 milliárd forintot költött a műszaki képzés fejlesztésére.
Hirdetés
Hirdetés
Gyerekek tesznek a fenntarthatóságért
Gyerekek tesznek a fenntarthatóságért
Debreceni iskolások tanulják a környezetvédelmet, a valóságban.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Ruszin-Szendi Romulusz megnevezte, mi a legfontosabb
Ruszin-Szendi Romulusz megnevezte, mi a legfontosabb
Magyarország szomszédságában háború zajlik - írta.
Hirdetés
Hirdetés
Kocsis Máté: a bejutott fideszesek többségét le kell cserélni
Kocsis Máté: a bejutott fideszesek többségét le kell cserélni
Azt mondta, nem bújik a mentelmi jog mögé, mint Magyar Péter.
Debreceni a magyar sprintkirálynő
Debreceni a magyar sprintkirálynő
Senánszky Petra megvédte a bajnoki címét.
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