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.

További híreink
Táncra perdültek a debreceniek
Táncra perdültek a debreceniek
Villámcsődület a város főterén.
Tárkányi: újranyitjuk a 106-os vasútvonalat
Tárkányi: újranyitjuk a 106-os vasútvonalat
Azt ígéri, rövid időn belül újra használhatják az utasok.
Irodalom éjszakája: 25 szerző, 25 alkotás Debrecenben
Irodalom éjszakája: 25 szerző, 25 alkotás Debrecenben
Háromnapos rendezvénysorozat május végén.
Újabb debreceni utak aszfaltozása kezdődött
Újabb debreceni utak aszfaltozása kezdődött
Teljes burkolatcserét végeznek.
Mit tehetünk, ha a szomszéd telkén üvölt a zene?
Mit tehetünk, ha a szomszéd telkén üvölt a zene?
Nem egyszer, hanem szinte folyamatosan.
14, 14Y: továbbra is terelőútvonalon
14, 14Y: továbbra is terelőútvonalon
Építkeznek a debreceni csomópontban.
Debreceni autóverseny mögé állt be a Schaeffler
Debreceni autóverseny mögé állt be a Schaeffler
Ismét rajtvonalhoz állnak a legkisebbek.
Helyiek emlékei mesélik el Józsa történetét
Helyiek emlékei mesélik el Józsa történetét
A tárlat június 13-ig látogatható a közösségi házban.
Kellemetlen, szúrós szag a Tégláskertben
Kellemetlen, szúrós szag a Tégláskertben
A közcsatornába vélhetően olyan anyag kerül, amely jogszabályba ütközik – közölte a Debreceni Vízmű Zrt.
Változik a parkolási rend Debrecenben
Változik a parkolási rend Debrecenben
Május 1-jén nem mindenhol kell fizetni.
Dodgeball: Szoboszlói úti iskolások diadala
Dodgeball: Szoboszlói úti iskolások diadala
Új sportág a Mozdulj, Debrecen! iskolaprogramban.
Harminchat nemzet ételeit kóstolhatták Debrecenben
Harminchat nemzet ételeit kóstolhatták Debrecenben
Az egyetem rendezvényére minden eddiginél többen látogattak ki.
Király kapott domborművet a Debreceni Egyetemen
Király kapott domborművet a Debreceni Egyetemen
IV. Károly utolsó magyarországi közszereplése a városhoz kötődik.
Korszakváltás a Debreceni Egyetemen
Korszakváltás a Debreceni Egyetemen
Szilvássy Zoltán átadta a rektori láncot Bács Zoltánnak.
Innovatív módszerek az SNI-s gyermekekért
Innovatív módszerek az SNI-s gyermekekért
Konferenciát tartottak Hajdúböszörményben.
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.
Hirdetés
Hirdetés
Elbuktak a debreceniek Kaposváron
Elbuktak a debreceniek Kaposváron
Nem jutottak be a legjobb négy közé.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Táncra perdültek a debreceniek
Táncra perdültek a debreceniek
Villámcsődület a város főterén.
Hirdetés
Hirdetés
Salakmotor: rangos verseny Debrecenben
Salakmotor: rangos verseny Debrecenben
Május 1-jén ismét felbőgnek a motorok.
Hirdetés
Hirdetés
Irodalom éjszakája: 25 szerző, 25 alkotás Debrecenben
Irodalom éjszakája: 25 szerző, 25 alkotás Debrecenben
Háromnapos rendezvénysorozat május végén.
Magyar Péter: hamarosan jönnek az uniós források
Magyar Péter: hamarosan jönnek az uniós források
Eredményes tárgyalást folytatott Brüsszelben.
Gazdaság
Enyhítettek a kamionstopon
A hosszú hétvége miatt.
Víz és utak: nagy dobás előtt Újtikos
Vizes élőhelyet állítanának vissza, és 2,4 kilométeres külterületi út fejlesztéséről is döntésre várnak.
Debreceni autóverseny mögé állt be a Schaeffler
Ismét rajtvonalhoz állnak a legkisebbek.
Nagy munka kezdődhet Vámospércsen
Kiírták a közbeszerzést.
Régi elvárás a Debreceni Köztemetőben
Megújulna a Tükörtó; a sírokhoz már a mobiltelefon is odavezet.
Téglás új szintre lépett
Piac, kerékpárutak és a települést elkerülő 4-es főút rajzolja át a város jövőjét.
Támogatott tartalom
Zsuzsi: menetrend szerint
Zsuzsi: menetrend szerint
A menetrend már alkalmazásban is elérhető.
Megújuló élmények, pezsgő programkínálat Hajdúszoboszlón
Megújuló élmények, pezsgő programkínálat Hajdúszoboszlón
2026-ban is a nyár egyik legvonzóbb úti célja.
Kerti fabútorok felkészítése a szezonra
Kerti fabútorok felkészítése a szezonra
Így készítsük fel a fát a szezonra.
Villás Galéria: 177 tétel kalapács alatt
Villás Galéria: 177 tétel kalapács alatt
Festmény- és műtárgyárverés Debrecenben.
Hirdetés