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
Káosz a debreceni csomópontban
Káosz a debreceni csomópontban
Körültekintően vezessenek!
Halpusztulás, kellemetlen szag a Békás-tónál
Halpusztulás, kellemetlen szag a Békás-tónál
Egyelőre nem tudni, mi lehet az oka.
Rendőrök lepték meg a hajdúhadházi kisfiút
Rendőrök lepték meg a hajdúhadházi kisfiút
Születésnapi ajándékot kapott.
Felszállás Debrecenben a Richter cirkusz repülőjére
Felszállás Debrecenben a Richter cirkusz repülőjére
A városban úgy vitte világ körüli útra a közönséget a Magyar Nemzeti Cirkusz, hogy közben nevetni és szorítani is kellett.
Víztározóba esett egy kutya Hajdúnánásnál
Víztározóba esett egy kutya Hajdúnánásnál
A helyi tűzoltók siettek a helyszínre.
Baleset miatt teljes az útzár a Bartókon
Baleset miatt teljes az útzár a Bartókon
A debreceni buszok terelőútvonalon járnak.
Újabb bírósági döntések a debreceni „CATL-perben”
Újabb bírósági döntések a debreceni „CATL-perben”
A felperesek szerint nem jogszerű a kormányhivatal által kiadott engedély.
Többet is veszíthet a Fidesz Debrecenben
Többet is veszíthet a Fidesz Debrecenben
Letaglózó a vereség; csak Apafán és Domboson nyertek – az összes többi szavazókörben a TISZA került többségbe.
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.
Új központjuk lehet a meddő pároknak Debrecenben
Új központjuk lehet a meddő pároknak Debrecenben
Évente 1500 beavatkozást tudnának elvégezni.
Debrecen erősíti tehetséggondozó szerepét
Debrecen erősíti tehetséggondozó szerepét
Összekapcsolódik az oktatás, a kutatás és az innováció.
Hirdetés
Hirdetés
Jöhet a népszavazás a december 24-i munkaszüneti napról
Jöhet a népszavazás a december 24-i munkaszüneti napról
A kezdeményezést hitelesítette a Nemzeti Választási Bizottság.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Elkezdték a külképviseleti szavazatok feldolgozását
Elkezdték a külképviseleti szavazatok feldolgozását
Hamarosan megtudjuk a végleges eredményt.
Hirdetés
Hirdetés
Gulyás Gergely: a kutatások tévesek voltak
Gulyás Gergely: a kutatások tévesek voltak
Azt mondta, rosszul mérték fel az utolsó hónapokban a politikai helyzetet.
Gazdaság
Marad a védett üzemanyagár
Magyar Péter közlése szerint hamarosan működhet a Barátság kőolajvezeték.
Újabb bírósági döntések a debreceni „CATL-perben”
A felperesek szerint nem jogszerű a kormányhivatal által kiadott engedély.
Nettó 102 milliós munka kezdődik Hajdúnánáson
Eredményes lett a közbeszerzés.
Cukrot von ki a forgalomból a Tesco
Nem engedélyezett adalékanyag lehet benne.
Euró bevezetése: indokolt az óvatosság
A csatlakozásnak öt fő kritériuma van.
Magyar Péter: marad a rezsicsökkentés, jön az új közmédia
Felülvizsgálják a négyszeresére emelt rendszerhasználati díjat - nyilatkozta.
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