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
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
Földrengés volt a szomszédban
Földrengés volt a szomszédban
Nagykálló közelében mozdult meg a föld
Mozdony füstölt Apafánál
Mozdony füstölt Apafánál
Debrecen és Nyíregyháza között késésekre kell számítani.
Az AI egyszer a MODEM-et is behálózhatja
Az AI egyszer a MODEM-et is behálózhatja
A kreatív technológia új távlatokat nyit a múzeumi bevonódásunkba.
Motor és kisteherautó karambolozott Debrecenben
Motor és kisteherautó karambolozott Debrecenben
Az 1-es villamosok közlekedését is érinti a baleset.
Vonat és teherautó ütközött Debrecennél
Vonat és teherautó ütközött Debrecennél
A 33-as főúton, Kismacsnál.
Fogolyszökés Debrecenben: súlyosabb ítéletet hoztak
Fogolyszökés Debrecenben: súlyosabb ítéletet hoztak
A Debreceni Javítóntézet elöl szökött meg.
Nézőcsúcsot hozott a yoUDay Debrecenben
Nézőcsúcsot hozott a yoUDay Debrecenben
Tíz év alatt a rendezvény nagy utat járt be – mondta Bács Zoltán rektor.
DE Műszaki Kar: 323 külföldi elsőéves
DE Műszaki Kar: 323 külföldi elsőéves
A sikeres egyetemi évek megalapozása érdekében Orientation Day-t rendeztek számukra.
Legjobb sportolóit díjazta a Debreceni Egyetem
Legjobb sportolóit díjazta a Debreceni Egyetem
Több mint 250 élsportoló hallgatót köszöntöttek a jubileumi yoUDay zártkörű nyitányán.
Hatalmas bulival indult az egyetemi tanév Debrecenben
Hatalmas bulival indult az egyetemi tanév Debrecenben
Sztárfellépők és több tízezer ember a yoUDay-en.
A rendőrök három napon mértek a debreceni utcában
A rendőrök három napon mértek a debreceni utcában
Mutatjuk az ellenőrzés eredményét.
Nézőcsúcsot hozott a yoUDay Debrecenben
Nézőcsúcsot hozott a yoUDay Debrecenben
Tíz év alatt a rendezvény nagy utat járt be – mondta Bács Zoltán rektor.
DE Műszaki Kar: 323 külföldi elsőéves
DE Műszaki Kar: 323 külföldi elsőéves
A sikeres egyetemi évek megalapozása érdekében Orientation Day-t rendeztek számukra.
Legjobb sportolóit díjazta a Debreceni Egyetem
Legjobb sportolóit díjazta a Debreceni Egyetem
Több mint 250 élsportoló hallgatót köszöntöttek a jubileumi yoUDay zártkörű nyitányán.
Hatalmas bulival indult az egyetemi tanév Debrecenben
Hatalmas bulival indult az egyetemi tanév Debrecenben
Sztárfellépők és több tízezer ember a yoUDay-en.
yoUDay – élőben a YouTube-on!
yoUDay – élőben a YouTube-on!
Több mint 21 ezer jegy kelt el a Debreceni Egyetem különleges estjére.
Húszezernél is többen lesznek a debreceni stadionshow-n
Húszezernél is többen lesznek a debreceni stadionshow-n
Újabb szektorokat nyitottak meg a nagy érdeklődés miatt.
yoUDay: éjszakai buszjáratok Debrecenben
yoUDay: éjszakai buszjáratok Debrecenben
A 1-es villamos is gyakrabban közlekedik.
Izraelben terjeszkedik a Debreceni Egyetem
Izraelben terjeszkedik a Debreceni Egyetem
Izraeli hallgatók évtizedek óta választják Debrecent orvosi tanulmányaik helyszínéül.
A szárazságtól az agytekervényekig a Debreceni Egyetemen
A szárazságtól az agytekervényekig a Debreceni Egyetemen
Az év problémáira is választ keresnek a Kutatók Éjszakáján.
Öregdiákok találkoznak Debrecenben
Öregdiákok találkoznak Debrecenben
Az egyetem idén is megrendezi a népszerű eseményt.
Az Egyetem tér átalakításáról egyeztettek Debrecenben
Az Egyetem tér átalakításáról egyeztettek Debrecenben
A historizáló francia kert műemléki jellegének megtartása létfontosságú.
Hirdetés
Hirdetés
Kiemelt híreink
Legjobb sportolóit díjazta a Debreceni Egyetem
Több mint 250 élsportoló hallgatót köszöntöttek a jubileumi yoUDay zártkörű nyitányán.
Hatalmas bulival indult az egyetemi tanév Debrecenben
Sztárfellépők és több tízezer ember a yoUDay-en.
Nyit az újabb debreceni Lidl
Huszonkilenc munkahely.
Tárkányi: elindult a Nagyállomás-projekt
Megtörtént az első, virtuális kapavágás Debrecenben – mondta a politikus.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hajdú-Bihar
Földrengés volt a szomszédban
Nagykálló közelében mozdult meg a föld
Mozdony füstölt Apafánál
Debrecen és Nyíregyháza között késésekre kell számítani.
Az AI egyszer a MODEM-et is behálózhatja
A kreatív technológia új távlatokat nyit a múzeumi bevonódásunkba.
Motor és kisteherautó karambolozott Debrecenben
Az 1-es villamosok közlekedését is érinti a baleset.
Vonat és teherautó ütközött Debrecennél
A 33-as főúton, Kismacsnál.