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
Hirdetés
Hirdetés
További híreink
A kádban akarta leszúrni volt anyósát
A kádban akarta leszúrni volt anyósát
A Debreceni Fellebbviteli Főügyészség a börtönbüntetés súlyosítása mellett a bűncselekmény minősítésének megváltoztatását is indítványozta.
Piros Zsuzsanna a debreceni audiológiai központ élén
Piros Zsuzsanna a debreceni audiológiai központ élén
Kiemelt stratégiai feladatának tekinti az utánpótlás nevelését.
Sámsoni úti négysávosítás: itt az idő?
Sámsoni úti négysávosítás: itt az idő?
A Debreceni Törvényszék és az Alkotmánybíróság is elutasította a felperesi kereseteket, panaszokat.
Hanuka tűzzsonglőrökkel Debrecenben
Hanuka tűzzsonglőrökkel Debrecenben
Ingyenes utcabál december 16-án.
Központot neveztek el az egykori debreceni orvosról
Központot neveztek el az egykori debreceni orvosról
Szilvássy Juditnak állítottak emléket a Debreceni Egyetemen.
Kapu Tibor docens lett Debrecenben
Kapu Tibor docens lett Debrecenben
Diplomaosztót tartottak az egyetemen.
Megoldódhat a parkolás a Szoboszlói úti iskolánál
Megoldódhat a parkolás a Szoboszlói úti iskolánál
Közlekedési beruházásokról jelentjük.
Jelentős késések a debreceni vasútvonalon
Jelentős késések a debreceni vasútvonalon
Meghibásodott a biztosítóberendezés.
Piros Zsuzsanna a debreceni audiológiai központ élén
Piros Zsuzsanna a debreceni audiológiai központ élén
Kiemelt stratégiai feladatának tekinti az utánpótlás nevelését.
Központot neveztek el az egykori debreceni orvosról
Központot neveztek el az egykori debreceni orvosról
Szilvássy Juditnak állítottak emléket a Debreceni Egyetemen.
Kapu Tibor docens lett Debrecenben
Kapu Tibor docens lett Debrecenben
Diplomaosztót tartottak az egyetemen.
Uralkodói elismerés a debreceni adjunktusnak
Uralkodói elismerés a debreceni adjunktusnak
A Koronarend lovagi fokozatot kapott.
Nyílt nap leendő gyógyszerészeknek Debrecenben
Nyílt nap leendő gyógyszerészeknek Debrecenben
A képzésről és a munkalehetőségekről is lehet tájékozódni.
Fejes Tamás: mindenki bevéd valakit
Fejes Tamás: mindenki bevéd valakit
A Tankcsapda idén is meglátogatta a fogyatékkal élő gyerekek debreceni otthonát a DEKOM-mal.
Fiatalokat várnak a Böszörményi úti campusra
Fiatalokat várnak a Böszörményi úti campusra
Nyílt napot tart a Debreceni Egyetem.
Látványos változás jöhet az Egyetem téren
Látványos változás jöhet az Egyetem téren
Jobb helyen lehet a park egy másik vagyonkezelőnél.
A LED-es karácsony takarékos
A LED-es karácsony takarékos
A Debreceni Egyetem professzora szerint nem kell agggódni.
Műfüves pályát avattak Hajdúböszörményben
Műfüves pályát avattak Hajdúböszörményben
A Debreceni Egyetem sport és egészséges életmód iránti elhivatottságát hirdeti.
Disznóvágást is lehet tanulni felsőfokon Debrecenben
Disznóvágást is lehet tanulni felsőfokon Debrecenben
Az egyetem egyebek mellett a hazai gasztronómiai hagyományokat is ápolja
Debreceni a Magyar Nephrologiai Társaság új elnöke
Debreceni a Magyar Nephrologiai Társaság új elnöke
Kárpáti István egyetemi docens célja a hazai nefrológia szakmai presztízsének további erősítése.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Az M3-ason dolgoztak idén a legtöbbet
Az M3-ason dolgoztak idén a legtöbbet
2026-tól már nem lesznek olyan volumenű felújítások, mint az elmúlt három évben.
Hirdetés
Hirdetés
Bakonszeg nem csak díszít, ad is
Bakonszeg nem csak díszít, ad is
Adventi készülődés és önkormányzati ajándékcsomagok az ünnep jegyében.
Hirdetés
Hirdetés
A kádban akarta leszúrni volt anyósát
A kádban akarta leszúrni volt anyósát
A Debreceni Fellebbviteli Főügyészség a börtönbüntetés súlyosítása mellett a bűncselekmény minősítésének megváltoztatását is indítványozta.
Hirdetés
Hirdetés
Gazdaság
M30: döntés az átvételről
„A kivitelezői felelősség nem ér véget a javítással.”
Magyar gazdák tüntetnek Brüsszelben
Az eseményre minden uniós tagállamból érkeznek résztvevők, összesen csaknem 10 ezren.
Hitelmoratóriummal segítik a gazdákat
Ez a segítség jövő év november végéig tart.
Parkolót adnának el a Délibábnál
A megszűnő helyeket pótolná a debreceni önkormányzat.
Így keltenék új életre a Vekerit
Acsádi-tó Debrecenben? Kanyargós Kondoros? Négy kisebb víz a Tócóvölgyben?
Hirdetés
Hirdetés
Támogatott tartalom
Berendezéseket cserélnének a Balmazújvárosi úton
Berendezéseket cserélnének a Balmazújvárosi úton
Műszakilag elavultak a meglévők. A Debreceni Vízmű Zrt. pályázata.
A csendes technológia
A csendes technológia
Hogyan változtatják meg a modern fűtési rendszerek az akusztikus komfortot?
Egyre több a megrendelés?
Egyre több a megrendelés?
Így támogathatod a növekedést a cég pénzügyeiben.
Fedezze fel Hajdúszoboszló adventi meglepetéseit!
Fedezze fel Hajdúszoboszló adventi meglepetéseit!
Szálláskedvezmények, gasztronómiai ajánlatok, családi és baráti kikapcsolódást kínáló programok.
Hirdetés
Hirdetés