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
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
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
További híreink
Debrecen Maraton: lezárások, terelések Debrecenben
Debrecen Maraton: lezárások, terelések Debrecenben
A kijelölt pálya érinti a belváros ikonikus pontjait is.
Új aluljárót kapna a Nagyállomás
Új aluljárót kapna a Nagyállomás
A debreceni pályaudvaron újabb nyolc térfigyelő kamerákat szerelnek fel.
Debreceni vonatokon fosztotta ki az utasokat
Debreceni vonatokon fosztotta ki az utasokat
Két szolgálaton kívüli rendőr fogta el a tettest.
Pornófüggő kiskamaszok: sokkoló valóság a gyerekszobákból
Pornófüggő kiskamaszok: sokkoló valóság a gyerekszobákból
Az online világ veszélyeiről tartott előadást Fegyverneki Gergő Debrecenben.
Varga Zoltán: ilyen hangulatban született a nácizmus
Varga Zoltán: ilyen hangulatban született a nácizmus
A debreceni politikus vészharangot kongat.
Szauna égett le Debrecenben
Szauna égett le Debrecenben
A tűz egy másik épületre is átterjedt.
Orbán, Szijjártó és Pintér megölésére buzdított
Orbán, Szijjártó és Pintér megölésére buzdított
A Debreceni Törvényszék elutasította a perújítást.
Hajdú-Bihar: sokan fittyet hánynak a biztonsági övre
Hajdú-Bihar: sokan fittyet hánynak a biztonsági övre
Rengeteg esetben kellett intézkedniük a rendőröknek.
Debrecen Maraton: már több mint kétezren neveztek
Debrecen Maraton: már több mint kétezren neveztek
A versenyútvonal során hat helyszínen zenés kísérőrendezvények színesítik a programot.
Lukács-fityisz és Angyalföld téri akadálypálya
Lukács-fityisz és Angyalföld téri akadálypálya
Könnyítések a panelprogramban, lejár a MODEM vezetőjének megbízása, tilalom Pallagon.
Páratlan irodalmi levelezést vásárolt a Déri Múzeum
Páratlan irodalmi levelezést vásárolt a Déri Múzeum
Újraírhatóvá válik Debrecen magyar irodalomban elfoglalt helye
Napos-felhős hétvégénk lesz
Napos-felhős hétvégénk lesz
Eső, zápor előfordulhat.
Richter Anna-díjat nyert két debreceni kutató
Richter Anna-díjat nyert két debreceni kutató
Bombicz Mariann és Görögh Panna gyógyszerész kategóriában nyűgözte le a zsűrit a női egészség holisztikus megközelítésével.
Hazahozták Debrecenbe az első magyar űrnövényeket
Hazahozták Debrecenbe az első magyar űrnövényeket
Az egyetem kutatói Kapu Tibortól vették át tudományos munkájuk kísérleti anyagait.
Áttörés a debreceni emlősebészetben
Áttörés a debreceni emlősebészetben
Az új technika forradalmasítja a tumorok azonosítását.
Apartmanokat alakítanának ki az egyetemi épületben
Apartmanokat alakítanának ki az egyetemi épületben
A nem Debrecenben élő oktatóknak kedveznének.
A Debreceni Egyetem is beszáll a bunyóba
A Debreceni Egyetem is beszáll a bunyóba
19 ország 243 sportolója vesz részt a 2026-os Bocskain.
Megidézték a márciusi ifjak bátorságát Debrecenben
Megidézték a márciusi ifjak bátorságát Debrecenben
A szabadság nem magától értetődő - hangzott el.
Az életvégi méltóságról Debrecenben
Az életvégi méltóságról Debrecenben
Kutatási eredményt mutattak be.
Így zajlik Debrecenben a matematika „mumustalanítása”
Így zajlik Debrecenben a matematika „mumustalanítása”
Az egyetem óvodájában kiemelt figyelmet fordítanak a tehetséggondozásra.
Újraválasztották a debreceni elnököt
Újraválasztották a debreceni elnököt
Ismét bizalmat szavaztak neki.
Egyetemisták is segítettek Bodaszőlőn
Egyetemisták is segítettek Bodaszőlőn
A DEKOM sokadik alkalommal vitt adományokat a zártkertek lakóinak.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Elhunyt Chuck Norris
Elhunyt Chuck Norris
Családja közölte a szomorú hírt.
Hirdetés
Hirdetés
Debrecen Maraton: lezárások, terelések Debrecenben
Debrecen Maraton: lezárások, terelések Debrecenben
A kijelölt pálya érinti a belváros ikonikus pontjait is.
Szolgálatteljesítés közben hunyt el egy rendőr
Szolgálatteljesítés közben hunyt el egy rendőr
Zalavári Bálint Zsolt 22 éves volt.
Kezdődik a csillagászati tavasz
Kezdődik a csillagászati tavasz
A nap-éj egyenlőség idején legfeljebb csak majdnem egyenlő hosszúságú a nappal és az éjszaka.
Gazdaság
Lukács-fityisz és Angyalföld téri akadálypálya
Könnyítések a panelprogramban, lejár a MODEM vezetőjének megbízása, tilalom Pallagon.
Esőért fohászkodnak az őszi vetések
A fejlődésnek indult növényeknek kellene a csapadék.
Pallagi svindlire figyelmeztettek
Sürgősségi előterjesztés a debreceni közgyűlésen.
Zsáka tovább építi az útjait
A község önerős beruházásokat is vállal, de a nagyobb fejlesztésekhez külső forrásra is szükség lesz.
Pályázatok után érkeznek a munkagépek Furtára
A falu úgy fejleszt, hogy közben ragaszkodik a takarékos gazdálkodáshoz és a hitelmentes működéshez.
Bakonszeg szűk mozgástérrel tervez
Az önkormányzat takarékos gazdálkodással, társulásokra építve és pályázati forrásokban bízva működteti a falut.
Hirdetés
Hirdetés
Támogatott tartalom
Otthoni kávézás új szinten
Otthoni kávézás új szinten
Eszpresszó kávéfőző választási útmutató.
Karbantartókat keres a Debreceni Hőszolgáltató Zrt.
Karbantartókat keres a Debreceni Hőszolgáltató Zrt.
157 hőközpont műszerész és villanyszerelő munkáinak elvégzésére írtak ki pályázatot
A Sensirion elnyerte az Investment Impact Award 2026 díjat
A Sensirion elnyerte az Investment Impact Award 2026 díjat
Az ünnepélyes díjátadóját március 10-én rendezték Cannes-ban.
Hazai és nemzetközi nagyvállalatok kínálnak ígéretes karriert
Hazai és nemzetközi nagyvállalatok kínálnak ígéretes karriert
Országosan várják azokat, akik komolyan gondolják a karrierjüket.
Hirdetés