Legyen a civishir.hu az első számú forrás!
A Google új funkciója segítségével te döntheted el, melyik lap híreit láthatod legelöl. Kattintson ide a beállításhoz.
Beállítom
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.

További híreink
A CATL-nél nem tudnak a 320 milliárdról
A CATL-nél nem tudnak a 320 milliárdról
Gyárlátogatás Debrecenben, ahol ha tesztüzemben is, de már folyik az európai járműgyártók által várva várt cellák előállítása.
Kulccsal vett elégtételt virágaiért a debreceni nyugdíjas
Kulccsal vett elégtételt virágaiért a debreceni nyugdíjas
Az asszony több százezer forintos kárt okozott.
Fontos változás a debreceni javítóintézetben
Fontos változás a debreceni javítóintézetben
Már nem a büntetés-végrehajtáshoz tartozik az intézmény.
Kész tervek, bizonytalan folytatás: várni kell a 4-es főút négysávúsítására
Kész tervek, bizonytalan folytatás: várni kell a 4-es főút négysávúsítására
A Debrecen és Hajdúszoboszló közötti útszakasz fejlesztése tovább húzódik.
Életet mentettek a debreceni börtön dolgozói
Életet mentettek a debreceni börtön dolgozói
Hajdúsámsonban egy férfi egy autó alá szorult.
Tanösvény épül Józsán
Tanösvény épül Józsán
Nyertest hirdettek a pályázaton.
Közmeghallgatás felvételi tilalommal: újabb akkumulátoros beruházás Debrecenben
Közmeghallgatás felvételi tilalommal: újabb akkumulátoros beruházás Debrecenben
Mit hozna Debrecennek az akkumulátorok újracsomagolása?
Így „ér össze” a régi és az új kormány Debrecenben
Így „ér össze” a régi és az új kormány Debrecenben
85 százalékos a készültség – jelentette a polgármester.
30-as táblákat helyeznek ki a Kishegyesin
30-as táblákat helyeznek ki a Kishegyesin
A forgalmas debreceni útra sok a panasz.
Elutasították a Debreceni Egyetem keresetét
Elutasították a Debreceni Egyetem keresetét
Hat magyar egyetem fordult az Európai Unió Törvényszékéhez.
Gyógypedagógusoknak indul új mesterszak Debrecenben
Gyógypedagógusoknak indul új mesterszak Debrecenben
Komplex szemléletet nyújt a hallgatóknak.
Megújul az ikonikus debreceni mozaikkép
Megújul az ikonikus debreceni mozaikkép
A műszaki kar más képzőművészeti alkotásait is restaurálják.
Egyetem tér: újabb tervek készültek
Egyetem tér: újabb tervek készültek
Egyeztetést tartottak a debreceni átalakítási elképzelésekről.
Felidéznék 1956 debreceni pillanatait
Felidéznék 1956 debreceni pillanatait
Várják a jelentkezőket.
Debreceni almába haraphattak
Debreceni almába haraphattak
Termőre fordult az egyetemi ültetvény Pallagon, a betegek és a gyerekek már kaptak belőle.
Debrecenben is alkotnak a pszichiátriai betegséggel élőkért
Debrecenben is alkotnak a pszichiátriai betegséggel élőkért
Az egyetem Élettudományi Központja ad otthon az eseménynek.
Baktériumölő vírusokat fejlesztenek a Debreceni Egyetemen
Baktériumölő vírusokat fejlesztenek a Debreceni Egyetemen
Így küzdenek a kórházi fertőztések ellen.
Jótékonysági koncert a debreceni orvos gyógyulásáért
Jótékonysági koncert a debreceni orvos gyógyulásáért
Subecz Levente Sanghajban jelenleg kemoterápiát kap.
Szintet lépett a Debreceni Egyetem és a Teva együttműködése
Szintet lépett a Debreceni Egyetem és a Teva együttműködése
Átadták a Teva Green Zone közösségi teret.
Hirdetés
Hirdetés
Kiemelt híreink
A CATL-nél nem tudnak a 320 milliárdról
Gyárlátogatás Debrecenben, ahol ha tesztüzemben is, de már folyik az európai járműgyártók által várva várt cellák előállítása.
Kész tervek, bizonytalan folytatás: várni kell a 4-es főút négysávúsítására
A Debrecen és Hajdúszoboszló közötti útszakasz fejlesztése tovább húzódik.
Közmeghallgatás felvételi tilalommal: újabb akkumulátoros beruházás Debrecenben
Mit hozna Debrecennek az akkumulátorok újracsomagolása?
Így „ér össze” a régi és az új kormány Debrecenben
85 százalékos a készültség – jelentette a polgármester.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hajdú-Bihar
Kulccsal vett elégtételt virágaiért a debreceni nyugdíjas
Az asszony több százezer forintos kárt okozott.
Fontos változás a debreceni javítóintézetben
Már nem a büntetés-végrehajtáshoz tartozik az intézmény.
Életet mentettek a debreceni börtön dolgozói
Hajdúsámsonban egy férfi egy autó alá szorult.