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
Vizes teszt a Hal közben
Vizes teszt a Hal közben
Megtalálták a hibát a népszerű debreceni szökőkút vízgépészeti rendszerében.
Új parkolók a debreceni kórháznál
Új parkolók a debreceni kórháznál
Augusztusban nyitják meg a járművek előtt.
Megnyílt a kollégiumi jelentkezés Debrecenben
Megnyílt a kollégiumi jelentkezés Debrecenben
Mintegy 1200 helyet tartanak fent a gólyáknak.
Ingatag székben a hajdú-bihari főkapitány?
Ingatag székben a hajdú-bihari főkapitány?
Ellentmondó információk keringenek rendőri vezetők mozgatásáról.
Megújul a Bem téri park
Megújul a Bem téri park
A debreceni polgármester jelentette be.
Önkormányzat: a debreceni víz biztonsággal fogyasztható!
Önkormányzat: a debreceni víz biztonsággal fogyasztható!
Azt kérik, ne keltsenek indokolatlan pánikot a közösségi médiában.
Határérték feletti mangánkoncentrációt mértek Debrecenben
Határérték feletti mangánkoncentrációt mértek Debrecenben
Egyelőre a természetes geológiai eredet sem zárható ki - írják.
Aszfaltozás miatt terelőútvonalon a debreceni járat
Aszfaltozás miatt terelőútvonalon a debreceni járat
A Füredi úton dolgoznak a szakemberek.
Tovább nő a külföldi hallgatók száma Debrecenben
Tovább nő a külföldi hallgatók száma Debrecenben
A Stipendium Hungaricum-programban több mint 70 ezer érdeklődő kereste meg az egyetemet.
Új parkolók a debreceni kórháznál
Új parkolók a debreceni kórháznál
Augusztusban nyitják meg a járművek előtt.
Megnyílt a kollégiumi jelentkezés Debrecenben
Megnyílt a kollégiumi jelentkezés Debrecenben
Mintegy 1200 helyet tartanak fent a gólyáknak.
Tovább nő a külföldi hallgatók száma Debrecenben
Tovább nő a külföldi hallgatók száma Debrecenben
A Stipendium Hungaricum-programban több mint 70 ezer érdeklődő kereste meg az egyetemet.
Máris kihirdették a 2027-es Campus Fesztivál időpontját
Máris kihirdették a 2027-es Campus Fesztivál időpontját
Sőt, már bérletet is lehet venni kedvezményesen.
Véget ért a Campus – viszlát jövőre, fesztiválarcok!
Véget ért a Campus – viszlát jövőre, fesztiválarcok!
Aktív kikapcsolódás várt a fesztiválozókra Debrecenben.
Dánielfy hazai pályán dobogtatta meg a szíveket
Dánielfy hazai pályán dobogtatta meg a szíveket
A Campus Fesztivál harmadik napján "nézelődtünk".
Minden eddiginél többen jutottak be a Debreceni Egyetemre
Minden eddiginél többen jutottak be a Debreceni Egyetemre
Ismét a Gazdaságtudományi Karra vették fel a legtöbb hallgatót.
Rocker professzorok: katedrát cserélnek hangszerre
Rocker professzorok: katedrát cserélnek hangszerre
Zenei misszióként hozzák vissza a Nagyerdőre a hetvenes-nyolcvanas évek világát. Irány a Campus!
Jövőre is megrendezik a Debrecen Maratont
Jövőre is megrendezik a Debrecen Maratont
A cél jövőre a nevezők számának túlszárnyalása.
Campus: sztárok a mélygarázsban
Campus: sztárok a mélygarázsban
Már több mint kétezer embernek ad munkát a debreceni fesztivál.
Hirdetés
Hirdetés
DVSC: a Pjunik kipipálva, jöhet a Koppenhága
DVSC: a Pjunik kipipálva, jöhet a Koppenhága
A debrecenieknek egy gól is elég volt a két mérkőzésen.
Hirdetés
Hirdetés
Hajdú-Bihar legrosszabb útja: petíció indul
Hajdú-Bihar legrosszabb útja: petíció indul
A hajdúhadházi polgármester támogatást kér.
Magyar Péter: cél elkerülni a rendszerösszeomlást
Magyar Péter: cél elkerülni a rendszerösszeomlást
Rövid távon bizonyosan nem várható az atomerőmű újraindítása - mondta a miniszterelnök.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
A Magyar Posta hőségüzemmódra vált
A Magyar Posta hőségüzemmódra vált
Az ügyfelek megértését kérik.
Hirdetés
Hirdetés
Idegenben kezd a DVSC
Idegenben kezd a DVSC
A debreceniek Egerbe látogatnak a nyitányon.
Takarékos áramhasználatra kérik a lakosságot
Takarékos áramhasználatra kérik a lakosságot
Közleményt adott ki a paksi atomerőmű.
Gazdaság
Jövőre hozzányúlnának a Nagyállomáshoz
Évtizedek óta csak beszélnek a debreceni vasúti elővárosi közlekedésről – a TISZA tram-trainben gondolkodik.
Két ipari területtel számol Püspökladány
A Közkévnél pályázati pénzből építkeznének; az M4-es csomópontjánál vállalkozásokat várnak.
Veszélyben a hazai dinnyetermelés
Az alacsony felvásárlási árak miatt.
Támogatott tartalom
Születésnapot ünnepeltek a berettyóújfalui fürdőben
Születésnapot ünnepeltek a berettyóújfalui fürdőben
A város „mindenes” cége 35 éve működik.
Hajdúszoboszlón várja Szász Endre világa
Hajdúszoboszlón várja Szász Endre világa
Különleges emlékkiállítás mutatja be életművének legismertebb alkotásait együtt.
Ingyenes családi debreceni programok a nyáron
Ingyenes családi debreceni programok a nyáron
A vagyonkezelő változatos élményekkel várja a debreceni családokat.