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
Hirdetés
További híreink
Debrecenben ismerik a gyógymódot az epilepsziára
Debrecenben ismerik a gyógymódot az epilepsziára
Február 14. az epilepszia világnapja.
110 millió forintból gallyaznak Debrecenben
110 millió forintból gallyaznak Debrecenben
A munkát részben lakossági jelzések alapján ütemezték - hangzott el.
Debrecenben egy kávé mellett a jövőről
Debrecenben egy kávé mellett a jövőről
Kerekasztal-beszélgetést tartott a DSZC.
MR készüléket vásárol Vámospércs
MR készüléket vásárol Vámospércs
Jelentős fejlesztés a rendelőintézetben.
Informatikusokra minden korábbinál nagyobb a szükség
Informatikusokra minden korábbinál nagyobb a szükség
A Debreceni Egyetem alap- és mesterképzést is kínál.
Ajánlatot kér az Aquaticum Debrecen Kft.
Ajánlatot kér az Aquaticum Debrecen Kft.
Hűtéssel kapcsolatos felújításba kezdenek.
Gyilkosság Furtán: súlyos fegyházbüntetések
Gyilkosság Furtán: súlyos fegyházbüntetések
Elsőfokú ítéletet hirdettek a 2023 eleji bűnügyben, amelyet négyen követtek el.
Kevesli a főügyészség a 10 és 6 év fegyházat
Kevesli a főügyészség a 10 és 6 év fegyházat
Testvérek hagytak sorsára a fagyban egy kifosztott férfit. Ügyükben a Debreceni Ítélőtábla dönt.
A vadállomány nem ismeri az országhatárokat
A vadállomány nem ismeri az országhatárokat
Közösségi összefogás. A Debreceni Egyetem konzorciumi partner.
Informatikusokra minden korábbinál nagyobb a szükség
Informatikusokra minden korábbinál nagyobb a szükség
A Debreceni Egyetem alap- és mesterképzést is kínál.
A vadállomány nem ismeri az országhatárokat
A vadállomány nem ismeri az országhatárokat
Közösségi összefogás. A Debreceni Egyetem konzorciumi partner.
Négy év alatt messzire jutott a Debreceni Egyetem
Négy év alatt messzire jutott a Debreceni Egyetem
Lezárták 2025-öt, megnyitották 2026-ot.
Elhivatott segítőket képez az Egészségtudományi Kar
Elhivatott segítőket képez az Egészségtudományi Kar
A kar képzései ma már négy városban – köztük Debrecenben és Nyíregyházán is – elérhetők.
Debreceni Egyetem: fókuszban a kiberbiztonság
Debreceni Egyetem: fókuszban a kiberbiztonság
Szakmai beszélgetést tartottak.
A jövő orvosai Debrecenben
A jövő orvosai Debrecenben
Követelmény a két emelt szintű érettségi: biológiából, a másik pedig fizikából vagy kémiából.
Biztos jövőkép a Debreceni Egyetem Fogorvostudományi Karán
Biztos jövőkép a Debreceni Egyetem Fogorvostudományi Karán
A szakokat folyamatosan fejlesztik, igazodva a technológiai és szakmai elvárásokhoz.
Több mint ötszáz mérnök kezdhet jól keresni
Több mint ötszáz mérnök kezdhet jól keresni
A mérnökök megbecsült emberek, és jól is keresnek - hangzott el Debrecenben.
Nagy a tét a debreceni konferencián
Nagy a tét a debreceni konferencián
Több mint 470 előadás hangzik el.
Gyerekeket látott vendégül a debreceni műszaki kar
Gyerekeket látott vendégül a debreceni műszaki kar
Fejlődésüket elősegítő programokkal várták őket.
A népbetegségek gyógyításáért szerződtek Debrecenben
A népbetegségek gyógyításáért szerződtek Debrecenben
Stratégiai megállapodást kötött a Debreceni Egyetem az AstraZenecával.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Ellenzéki reakciók Orbán Viktor évértékelőjére
Ellenzéki reakciók Orbán Viktor évértékelőjére
Magyar, Toroczkai és Dobrev is kommentálta a miniszterelnöki beszédet.
Hirdetés
Kolbásztöltés Komádiban: füst, móka, csapatmunka
Kolbásztöltés Komádiban: füst, móka, csapatmunka
Sajtos recept, „mamák” tálja és pacalleves-terv: a télbúcsúztató nem a csönd műfaja.
Hirdetés
Hirdetés
Olimpia, ahol a sport és a szex együtt jár
Olimpia, ahol a sport és a szex együtt jár
Óvszerhiány lépett fel Milánóban és Cortinán.
Hirdetés
Hirdetés
Orbán Viktor: a 2026-os év a győzelem éve lesz
Orbán Viktor: a 2026-os év a győzelem éve lesz
Magyarország továbbra is olcsón veheti az olajat és a gázt - mondta.
Hirdetés
Hirdetés
Gazdaság
Debrecenben egy kávé mellett a jövőről
Kerekasztal-beszélgetést tartott a DSZC.
MR készüléket vásárol Vámospércs
Jelentős fejlesztés a rendelőintézetben.
Ajánlatot kér az Aquaticum Debrecen Kft.
Hűtéssel kapcsolatos felújításba kezdenek.
Gyorsétterem nyílik Hajdúböszörményben
A polgármester jelentette be.
Helyi népszavazást szeretnének a debreceni CATL-ről
Civil Fórum: az egyik „gödi tanulság” az, hogy a hatóság kézi irányítással működik.
Marad az árrésstop
Május végéig.
Támogatott tartalom
Soulwave Debrecenben: Eltört Szívek Klubja
Soulwave Debrecenben: Eltört Szívek Klubja
Fonogram-díjas slágerekkel érkeznek péntek 13-án a városba.
Fűtéskorszerűsítés családi házakban
Fűtéskorszerűsítés családi házakban
Valódi alternatíva a hőszivattyú?
Nem mindenki örül a debreceni autós uralomnak
Nem mindenki örül a debreceni autós uralomnak
Az utasnak jó a tarifaközösség, csak annak a költségét is kell fizetnie valakinek a nap végén.