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
További híreink
Fiatal debreceni zenészek útját kövezik ki
Fiatal debreceni zenészek útját kövezik ki
A felhívásra 39 pályázat érkezett, amelyből 14 zenekar és szólista kap anyagi támogatást
Jó hír a minisztertől a Debrecenben fesztiválozóknak
Jó hír a minisztertől a Debrecenben fesztiválozóknak
Új éjszakai vonatok és buszok segítik a Campus Fesztiválról hazajutókat.
Százötven adag meleg ételnek lesz gazdája
Százötven adag meleg ételnek lesz gazdája
Sorszámot kénytelenek osztani a debreceni nélkülözőknek.
Rocker professzorok: katedrát cserélnek hangszerre
Rocker professzorok: katedrát cserélnek hangszerre
Zenei misszióként hozzák vissza a Nagyerdőre a hetvenes-nyolcvanas évek világát. Irány a Campus!
Papp László: a vezérkar nagy része dezertált
Papp László: a vezérkar nagy része dezertált
A BMW nem Magyarországot választja, ha az akkumulátoripari beszállítói nem jöhetnek – mondta a Cívishírnek Debrecen polgármestere. Interjú.
„Faragja” a TISZA a debreceni városvezetőket
„Faragja” a TISZA a debreceni városvezetőket
A Facebookon üzengetnek a politikusaink egymásnak, érdemi párbeszéd nincs.
Jövőre is megrendezik a Debrecen Maratont
Jövőre is megrendezik a Debrecen Maratont
A cél jövőre a nevezők számának túlszárnyalása.
Súlyosabb büntetést kaphat a feleséggyilkos Debrecenben
Súlyosabb büntetést kaphat a feleséggyilkos Debrecenben
A támadó magát is többször hason szúrta.
Campus: sztárok a mélygarázsban
Campus: sztárok a mélygarázsban
Már több mint kétezer embernek ad munkát a debreceni fesztivál.
Letörte a csapórudat Józsán, majd elhajtott
Letörte a csapórudat Józsán, majd elhajtott
A sofőrt keresik a rendőrök.
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.
Vagy a Nagyerdő, vagy nincs Campus Fesztivál
Vagy a Nagyerdő, vagy nincs Campus Fesztivál
Esténként 30-35 ezren készülnek fesztiválozni Debrecenben. A trükközők ráfizetnek.
Macikórház és újraélesztés – a Campuson nem csak bulizni lehet
Macikórház és újraélesztés – a Campuson nem csak bulizni lehet
A Debreceni Egyetem Klinikai Központja is ott lesz a Campuson
Egyetemi vezetőként folytatja a debreceni professzor
Egyetemi vezetőként folytatja a debreceni professzor
A Debreceni Egyetemhez kötődik az egész életem - mondta.
Furtáról is el lehet jutni az akadémiáig
Furtáról is el lehet jutni az akadémiáig
A Debreceni Egyetem tanára mindig is furtainak tartotta magát - így a polgármester.
Perbeszédverseny: debreceni siker Frankfurtban
Perbeszédverseny: debreceni siker Frankfurtban
Marjai László kiválóan szerepelt.
Új rektort neveztek ki Debrecenben
Új rektort neveztek ki Debrecenben
Az államfő nevezte ki.
Hirdetés
Hirdetés
Fiatal debreceni zenészek útját kövezik ki
Fiatal debreceni zenészek útját kövezik ki
A felhívásra 39 pályázat érkezett, amelyből 14 zenekar és szólista kap anyagi támogatást
Hirdetés
Hirdetés
Cibla bombagóljával győzött a DVSC
Cibla bombagóljával győzött a DVSC
Három év után győzelemmel tért vissza Európába a DVSC, de a továbbjutás továbbra is nyitott.
Jó hír a minisztertől a Debrecenben fesztiválozóknak
Jó hír a minisztertől a Debrecenben fesztiválozóknak
Új éjszakai vonatok és buszok segítik a Campus Fesztiválról hazajutókat.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Tizenhárom útszakasz újult meg Létavértesen
Tizenhárom útszakasz újult meg Létavértesen
Korszerűsítették a ravatalozó épületét is.
Azonnali véradásra kérik azt, aki adhat
Azonnali véradásra kérik azt, aki adhat
A hazai vérellátás biztonsága veszélybe kerülhet.
Százötven adag meleg ételnek lesz gazdája
Százötven adag meleg ételnek lesz gazdája
Sorszámot kénytelenek osztani a debreceni nélkülözőknek.
Álmosdi közösségi ház: nyert ügy
Álmosdi közösségi ház: nyert ügy
Elkezdődhet az építkezés.
Gazdaság
Megfiatalodva őrzi múltját a hajdúböszörményi fürdő
A Bocskai Strand- és Gyógyfürdőben minden korosztály megtalálja a számára megfelelő vízi élményt.
Magyar Péter az üzemanyagárakról
A kormány kész beavatkozni.
Campus: sztárok a mélygarázsban
Már több mint kétezer embernek ad munkát a debreceni fesztivál.
Védett üzemanyagárakat akar a KDNP
Rétvári szerint a TISZA Párt megszegte a választási ígéretét.
Vagy a Nagyerdő, vagy nincs Campus Fesztivál
Esténként 30-35 ezren készülnek fesztiválozni Debrecenben. A trükközők ráfizetnek.
Nincs megállás. Ismét drágultak az üzemanyagok
A változás várhatóan fokozatosan jelenik meg a hazai töltőállomások áraiban
Támogatott tartalom
Afrikában is segít a Richter
Afrikában is segít a Richter
Folytatta a kiszolgáltatott helyzetű nők támogatását a bamakói Remény Háza.
Újra építőtábort szervez a Péchy
Újra építőtábort szervez a Péchy
A cél, hogy elkészüljön az iskola új multifunkciós közösségi tere.
Strandok éjszakája: több hajdú-bihari fürdő csatlakozik
Strandok éjszakája: több hajdú-bihari fürdő csatlakozik
Hosszabbított nyitvatartás, zenés programok, habparti, szaunaszeánszok és esti fürdőzés.