Hirdetés
Hirdetés
Legyen a civishir.hu az első számú forrás!
A Google új funkciója segítségével te döntheted el, melyik lap híreit láthatod legelöl. Kattints a beállításhoz.
Beállítom
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

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
Északkelet-Magyarország legnagyobb bouldertermét adják át Debrecenben
Északkelet-Magyarország legnagyobb bouldertermét adják át Debrecenben
Közel száz mászóúttal várja a sportolókat a Csipi Boulder.
November 1.: így járnak a debreceni buszok, villamosok
November 1.: így járnak a debreceni buszok, villamosok
Mindenszentek napján a trolik közlekedési rendje is változik.
A Debreceni Egyetem visszatért az európai közösségbe
A Debreceni Egyetem visszatért az európai közösségbe
Új távlatok nyílnak meg az oktatás és a kutatás területén.
A tudomány ünnepére készül Debrecen
A tudomány ünnepére készül Debrecen
Programokkal várják a nagyközönséget is.
Vígh Tamással a Debreceni Kerékpáros Stratégiáról
Vígh Tamással a Debreceni Kerékpáros Stratégiáról
A cél egy élhetőbb, tisztább és csendesebb város megteremtése.
CATL: célt is értek a civilek, meg nem is
CATL: célt is értek a civilek, meg nem is
Nem hiába támadták a debreceni gyár környezethasználati engedélyét.
Halál a Vágóhíd utcán: enyhített a másodfok
Halál a Vágóhíd utcán: enyhített a másodfok
A fogházbüntetés marad letöltendő, de az időtartamát megfelezték.
Debreceni kóser: zsidó gasztrokultúra a cívisvárosból
Debreceni kóser: zsidó gasztrokultúra a cívisvárosból
A sorozat a vidéki zsidó közösségek múltját, jelenét és emberi történeteit dolgozza fel.
12-es busz: a DKV megoldást ígér
12-es busz: a DKV megoldást ígér
A reggeli csúcsban nagy a zsúfoltság a debreceni járaton.
A Debreceni Egyetem visszatért az európai közösségbe
A Debreceni Egyetem visszatért az európai közösségbe
Új távlatok nyílnak meg az oktatás és a kutatás területén.
A tudomány ünnepére készül Debrecen
A tudomány ünnepére készül Debrecen
Programokkal várják a nagyközönséget is.
Tízéves a debreceni sportegészségügyi központ
Tízéves a debreceni sportegészségügyi központ
A stadionban elérhető infrastruktúra és szakmai tudás Európában is ritka – mondta Bács Zoltán.
Huszadik jubileumot ünnepeltek Debrecenben
Huszadik jubileumot ünnepeltek Debrecenben
A kutatásokban egyre nagyobb szerepet kap az egészséget támogató, funkcionális élelmiszerek fejlesztése.
Húszéves a debreceni élelmiszeroktatás
Húszéves a debreceni élelmiszeroktatás
Tudományos ülésen találkoztak az ország szakemberei.
Átadták Debrecen város díjait
Átadták Debrecen város díjait
Ünnepi közgyűlés a forradalom és szabadságharc 70. évfordulóján.
Debrecenben koszorúzott a köztársasági elnök
Debrecenben koszorúzott a köztársasági elnök
Az egyetemnél járt Baka András.
Elhunyt az orvos, akinek gyógyulásáért sokan adakoztak
Elhunyt az orvos, akinek gyógyulásáért sokan adakoztak
A debreceni szakorvos családja körében hunyt el.
Három debreceni is állami kitüntetést kapott
Három debreceni is állami kitüntetést kapott
Átadták az október 23-ai nemzeti ünnep alkalmából adományozott állami kitüntetéseket.
Új automaták a debreceni daganat-diagnosztikában
Új automaták a debreceni daganat-diagnosztikában
A legkorszerűbb technológiát képviselik.
Debrecen forradalmi napjait idézik fel az egyetemen
Debrecen forradalmi napjait idézik fel az egyetemen
Filmvetítés, színházi emlékműsor és nyilvános podcast-beszélgetés is lesz.
Hirdetés
Hirdetés
Kiemelt híreink
Vígh Tamással a Debreceni Kerékpáros Stratégiáról
A cél egy élhetőbb, tisztább és csendesebb város megteremtése.
Megbukott a feloszlatás, fordult Püspökladány
Éles szóváltások után megszavazták Kiss Zsigmond alpolgármesterségét; a politikai együttműködés új korszaka nyílhat.
CATL: célt is értek a civilek, meg nem is
Nem hiába támadták a debreceni gyár környezethasználati engedélyét.
Halál a Vágóhíd utcán: enyhített a másodfok
A fogházbüntetés marad letöltendő, de az időtartamát megfelezték.
Anya kér sérelemdíjat a debreceni CATL-től
A felperes állítása szerint megsértették az egyenlő bánásmód elvét. A vállalat másként látja.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hajdú-Bihar
November 1.: így járnak a debreceni buszok, villamosok
Mindenszentek napján a trolik közlekedési rendje is változik.
A Debreceni Egyetem visszatért az európai közösségbe
Új távlatok nyílnak meg az oktatás és a kutatás területén.
A tudomány ünnepére készül Debrecen
Programokkal várják a nagyközönséget is.
Hirdetés
Hirdetés