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
További híreink
Papp Tárkányinak: „ezt nem engedheted meg magadnak”
Papp Tárkányinak: „ezt nem engedheted meg magadnak”
Debrecen polgármestere reagált a TISZA leendő képviselőjének gondolataira.
Kósa Lajos 36 év után búcsúzik
Kósa Lajos 36 év után búcsúzik
A Fidesz tisztújító kongresszusán sem indul.
Lakásépítések indulnak Debrecen keleti felén
Lakásépítések indulnak Debrecen keleti felén
A volt élménypark és az egykori baromfifeldolgozó területét is belaknák.
„Ne épüljön szálloda a Pálma helyén!”
„Ne épüljön szálloda a Pálma helyén!”
Tárkányi Zsolt szeretné, ha a debreceni közgyűlés levenné napirendről a javaslatot.
Két autó ütközött a Külső Vámospércsi úton
Két autó ütközött a Külső Vámospércsi úton
A debreceni tűzoltók áramtalanítottak.
Szálloda magasodna a Pálma helyén
Szálloda magasodna a Pálma helyén
A debreceni étterem új épületben térne vissza, de az ügybe a városnak is van beleszólása.
Felgyorsult a lucfenyők pusztulása Magyarországon
Felgyorsult a lucfenyők pusztulása Magyarországon
Országos felmérést készítettek a debreceni kutatók.
Digitális mesemondók: debreceni gyerekek versengtek
Digitális mesemondók: debreceni gyerekek versengtek
Prezentációban mutatták be legkedvesebb Lázár Ervin meséiket.
Debrecen kulcsáról is szavaznak
Debrecen kulcsáról is szavaznak
A kiemelkedő események, évfordulók alkalmából adományozható városi díszoklevél mellé járna.
A Mi Hazánk nem kér a „politikai cirkuszból”
A Mi Hazánk nem kér a „politikai cirkuszból”
A debreceni képviselő szerint tiszteletben kell tartani a 2024-es választás eredményét.
Plusz egy év a debreceni fogvatartottnak
Plusz egy év a debreceni fogvatartottnak
Megszökött a debreceni börtönből.
Egyetlen hajdú-bihari járásközpontban nyert a Fidesz
Egyetlen hajdú-bihari járásközpontban nyert a Fidesz
Debrecen, Berettyóújfalu és Hajdúszoboszló bizonyult a „legtiszásabbnak”.
Digitális mesemondók: debreceni gyerekek versengtek
Digitális mesemondók: debreceni gyerekek versengtek
Prezentációban mutatták be legkedvesebb Lázár Ervin meséiket.
Mozgástér pont nyílt Debrecenben
Mozgástér pont nyílt Debrecenben
Amíg a gyerek edz, a szülő se tétlenkedjen.
Karrierút a debreceni laborból az iparba
Karrierút a debreceni laborból az iparba
Szakmai napon találkoztak a munkáltatók és a hallgatók.
Gyöngytyúkok élnek a Böszörményi úti campuson
Gyöngytyúkok élnek a Böszörményi úti campuson
„Bio-rovarirtóiként” működnek a Debreceni Egyetemen: pusztítják a kullancsokat és a krumplibogarakat.
Maszkviselés: enyhítettek a szabályokon Debrecenben
Maszkviselés: enyhítettek a szabályokon Debrecenben
A berettyóújfalui kórházban sem kötelező a viselése mindenhol.
Szentek, ereklyék, zarándoklat a Science Caféban
Szentek, ereklyék, zarándoklat a Science Caféban
A középkor a témája a Debreceni Egyetem ismeretterjesztő előadásának.
Új biztonsági főigazgató a Debreceni Egyetemen
Új biztonsági főigazgató a Debreceni Egyetemen
Kovács Ferenc nyugdíjba vonult.
Mostantól padel és padbol a Debreceni Egyetemen
Mostantól padel és padbol a Debreceni Egyetemen
Csaknem 80 sportág közül választhatnak a hallgatók.
Boros kihívás Mádon: nagy buli készül
Boros kihívás Mádon: nagy buli készül
Mád Wine Challenge: bor, túra, kaland.
Kínában jártak a debreceni egyetemisták
Kínában jártak a debreceni egyetemisták
A cél a szakmai és tudományos együttműködés elmélyítése volt.
Debreceni oktató kapott rangos tehetséggondozó díjat
Debreceni oktató kapott rangos tehetséggondozó díjat
Hajdú-Bihar vármegyéből egyedül Laskay Edit részesült az elismerésben.
Hirdetés
Hirdetés
Csak egy apró lépést tett a bronzéremhez a Loki
Csak egy apró lépést tett a bronzéremhez a Loki
A debrecenieknek továbbra sem kedvez a hazai pálya.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hajnali fagyokkal köszönt be a május
Hajnali fagyokkal köszönt be a május
Újabb hidegfront várható Hajdú-Biharban.
Hirdetés
Hirdetés
Agrárpiac: drágult a tojás, olcsóbb lett a tej
Agrárpiac: drágult a tojás, olcsóbb lett a tej
A vágósertés ára is csökkent.
Világjátékok: visszakerült a programba a szumó
Világjátékok: visszakerült a programba a szumó
Ez egyértelmű jelzés is a sportág erejéről és életképességéről – fogalmaztak.
Gazdaság
Szálloda magasodna a Pálma helyén
A debreceni étterem új épületben térne vissza, de az ügybe a városnak is van beleszólása.
Ide-oda „ugrál” a forint
Pénteken erősödött, de a hetet veszteséggel zárta.
Közalkalmazotti otthontámogatás: könnyítettek a szabályokon
Arról is döntöttek, hogy továbbra sem kell reklámadót fizetni.
Jóval kevesebben dolgoznak, mint tavaly
A munkanélküliségi ráta 4,5 százalék.
Megerősítésre vár a mikepércsi vízmű medencéje
Szerkezeti repedések miatt azonnali beavatkozás vált szükségessé.
Támogatott tartalom
Miért fontos a megfelelő nyári gumi kiválasztása?
Miért fontos a megfelelő nyári gumi kiválasztása?
A nyári gumi kiválasztása soha nem csupán esztétikai és pénzkérdés.
Lakásbárjában vár a legjobb debreceni bármixer
Lakásbárjában vár a legjobb debreceni bármixer
Aki világszínvonalú koktélokra vágyik vagy kellemes rendezvényhelyszínt keres, Kinczler Andrásnál mindkettőt megtalálja.
Tanulmány elkészítésére ír ki pályázatot az Aquaticum
Tanulmány elkészítésére ír ki pályázatot az Aquaticum
Telekhatáron kívüli vezetékszakaszt megterveztetnének.
Készül a Hungarospa a strandnyitásra
Készül a Hungarospa a strandnyitásra
Kezdődik a 100. strandszezon Hajdúszoboszlón.
Hirdetés