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
Gyalogoson segítettek a debreceni rendőrök
Gyalogoson segítettek a debreceni rendőrök
Szemmel láthatóan nagyon fázott.
Láncfűrésszel támadt közmunkásokra: az ítélőtábla dönt
Láncfűrésszel támadt közmunkásokra: az ítélőtábla dönt
A debreceni támadót súlyos fokú ittassága miatt detoxikálóba kellett szállítani. 
Baleset a Kálvin téren
Baleset a Kálvin téren
A megváltott vonaljegyek átszállás után is érvényesek.
Két 17 éves egy nyíregyházi fűtetlen házban
Két 17 éves egy nyíregyházi fűtetlen házban
Az egyetlen műanyag flakon ivóvizük teljesen befagyott. +Videó
Mérgezés gyanúja a Csapó utcán
Mérgezés gyanúja a Csapó utcán
A tűzoltók az egyik lakásban magas gázkoncentrációt mértek.
Villanyoszlopnak ütközött Debrecennél
Villanyoszlopnak ütközött Debrecennél
Kórházba vitték a sofőrt.
Új ügyvezető igazgató a Sensirion Hungary Kft. élén
Új ügyvezető igazgató a Sensirion Hungary Kft. élén
Folyamatosan várják több pozícióban a leendő szakembereket.
Az áthelyezett munkanaphoz igazodik a DKV
Az áthelyezett munkanaphoz igazodik a DKV
Közleményt adott ki a debreceni társaság.
Debrecenben akarta elárvereztetni a lopott festményt
Debrecenben akarta elárvereztetni a lopott festményt
A vádlottat pénzmosás miatt vonták felelősségre.
Cáfol a Debreceni Javítóintézet igazgatóhelyettese
Cáfol a Debreceni Javítóintézet igazgatóhelyettese
Nem történt szabálytalanság az intzményben - írja.
Parkolás Debrecenben: fontos határidők közelednek
Parkolás Debrecenben: fontos határidők közelednek
Sorban állás nélkül is lehet regisztrálni.
Debrecen: másfél órát is késhetnek a vonatok
Debrecen: másfél órát is késhetnek a vonatok
Rossz hírrel szolgált a MÁV az utazóknak.
Hóhelyzet: méltányossági elbánásban részesülhetnek a hallgatók
Hóhelyzet: méltányossági elbánásban részesülhetnek a hallgatók
Akik az időjárási körülmények miatt nem tudnak időben megjelenni a vizsgájukon, nem kerülhetnek hátrányba.
A digitális térben elmagányosodnak a fiatalok
A digitális térben elmagányosodnak a fiatalok
Figyelemfelhívó eredményekre jutottak egy egészségszociológiai kutatás révén.
Szűrővizsgálatokkal is segített a DEKOM Domboson
Szűrővizsgálatokkal is segített a DEKOM Domboson
Többeket évek óta nem látott háziorvos.
Debreceni hajléktalanoknál járt a DEKOM
Debreceni hajléktalanoknál járt a DEKOM
Csokoládét gyűjtöttek egyetemisták.
Gyémánttá csiszolt sorsok: kuláklistától az életműdíjig
Gyémánttá csiszolt sorsok: kuláklistától az életműdíjig
Dr. Kántor Sándorné Dr. Varga Tündét megfosztották álmától, de végül a matematika és fizika ünnepelt doktora lett Debrecenben.
Új orvosigazgatót neveztek ki Debrecenben
Új orvosigazgatót neveztek ki Debrecenben
A nagy hagyományokra épülő, jeles elődök által vezetett szakmai műhely munkáját viheti tovább.
A debreceni modellt Berettyóújfaluban is bevezetik
A debreceni modellt Berettyóújfaluban is bevezetik
A korszerűsítés részeként új helyen alakítják ki az alapellátási ügyeletet.
De mi van az Nemzeti Oltóanyaggyárral?
De mi van az Nemzeti Oltóanyaggyárral?
Az influenzajárvány idején újra és újra felvetődik a debreceni vakcina-előállítás kérdése.
Karácsonyi ebéd a debreceni hajléktalanoknak
Karácsonyi ebéd a debreceni hajléktalanoknak
Többfogásos menüt szolgálnak fel az elesetteknek.
Szájápolással tehetsz a szívinfarktus ellen
Szájápolással tehetsz a szívinfarktus ellen
Alkalmazható népegészségügyi eredményt értek el Debrecenben
Változtatási tilalomról is határozott a közgyűlés
Változtatási tilalomról is határozott a közgyűlés
Gohér utca, Egyetem tér, Vekeri-tó – ezek is szóba kerültek az ülésen.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Túlórában vesztett a DEAC
Túlórában vesztett a DEAC
A debreceniek háromgólos hátrányt dolgoztak le.
Hirdetés
Hirdetés
MÁV: 179 alkalommal támadtak a dolgozókra
MÁV: 179 alkalommal támadtak a dolgozókra
Újabb testkamerákat vásárol a társaság.
Megjelent 2026 első sarki fénye
Megjelent 2026 első sarki fénye
Nagyjából fél óráig járta táncát az Aurora Borealis az északi horizont fölött.
Gazdaság
Új ügyvezető igazgató a Sensirion Hungary Kft. élén
Folyamatosan várják több pozícióban a leendő szakembereket.
Magyarországon 10 ezer alkalmazottra 133 robot jut
Palkovics László elmondta: elértük a teljes foglalkoztatottságot.
Magyar dobogó: S-Cross, Octavia, Vitara
Ez a tíz modell viszi a prímet Magyarországon.
Banki károsultaknak indít programot a Jobbik
Tavasszal országjárásra indulnak.
Már angol kézben a DVSC
Mark Stott a Stockport County új pályára állításával letette a névjegyét a futballban is. Az emberei már az igazgatóságban vannak Debrecenben.
Támogatott tartalom
Magyar fejlesztés közösségi pajzsmirigy-tapasztalatokra építve
Magyar fejlesztés közösségi pajzsmirigy-tapasztalatokra építve
Tudatos rendszer a gyógyszeres kezelés természetes kiegészítésére
Családi ház 70 millióért? A Dryvit Profi Kft. megépíti
Családi ház 70 millióért? A Dryvit Profi Kft. megépíti
Hajdúböszörményben lakópark épül.
Debrecen is ultragyors e-töltővel gazdagodik
Debrecen is ultragyors e-töltővel gazdagodik
A fejlesztések célja, hogy a vásárlók a decemberi, ünnepi időszakban is gyorsan és megbízhatóan tölthessék elektromos járműveiket.
Berendezéseket cserélnének a Balmazújvárosi úton
Berendezéseket cserélnének a Balmazújvárosi úton
Műszakilag elavultak a meglévők. A Debreceni Vízmű Zrt. pályázata.