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
További híreink
Tűz volt a klinikán
Tűz volt a klinikán
A részlegen tartózkodó betegeket egy másik részlegre helyezték át Debrecenben.
A koronavírus még itt van velünk Debrecenben
A koronavírus még itt van velünk Debrecenben
A fertőzésszámok emelkedése várható a következő időszakban.
Sokmilliárdos feladvány Debrecennek
Sokmilliárdos feladvány Debrecennek
Húzd meg, ereszd meg a szolidaritási hozzájárulás körül.
Hajdú-Biharban közel 16 ezer háztartáson segítettek
Hajdú-Biharban közel 16 ezer háztartáson segítettek
A nagy hideg sokak mindennapjait és megélhetését nehezítette meg.
Minőségi gyógyszerészképzés a Debreceni Egyetemen
Minőségi gyógyszerészképzés a Debreceni Egyetemen
Modern laborok, biztos szakmai jövő.
Védené Orbán „vívmányait” a debreceni közgyűlés
Védené Orbán „vívmányait” a debreceni közgyűlés
A kormánypárti többség elfogadta az erről szóló polgármesteri előterjesztést.
Emberölés a debreceni albérletben
Emberölés a debreceni albérletben
A támadót életveszélyes sérülésekkel szállították kórházba.
Az EVE Energy európai bázisa Debrecenben épül
Az EVE Energy európai bázisa Debrecenben épül
Globális iparági mérce az akkumulátorgyártásban. (X)
Márton a zord hidegben sem hagyta magára Gólyut
Márton a zord hidegben sem hagyta magára Gólyut
A Debrecenben telelő gólya már szinte családtag.
Jubileumot ünnepel a debreceni könyvtár
Jubileumot ünnepel a debreceni könyvtár
A 25 év alatt igazi tudásközponttá vált.
Méhnyakrák: figyelemfelhívás Debrecenben
Méhnyakrák: figyelemfelhívás Debrecenben
Több százan halnak meg évente a betegségben.
Minőségi gyógyszerészképzés a Debreceni Egyetemen
Minőségi gyógyszerészképzés a Debreceni Egyetemen
Modern laborok, biztos szakmai jövő.
Jubileumot ünnepel a debreceni könyvtár
Jubileumot ünnepel a debreceni könyvtár
A 25 év alatt igazi tudásközponttá vált.
Szintet ugrott a debreceni könnyűzenészképzés
Szintet ugrott a debreceni könnyűzenészképzés
Mesterképzést indítanak szeptembertől.
Egyre több a tanár szakos hallgató Debrecenben
Egyre több a tanár szakos hallgató Debrecenben
Az egyetem számos intézménnyel együttműködik.
Piacképes tudást kínál a debreceni kar
Piacképes tudást kínál a debreceni kar
Ideális választás azoknak, akik kiszámítható karrierre vágynak.
Ne csak álmodozz, válj mérnökké Debrecenben!
Ne csak álmodozz, válj mérnökké Debrecenben!
A Műszaki Karon végzett mérnököket versenyképes fizetéssel várják a vállalatok.
Bővítenék a Pósa utcai fogászatot
Bővítenék a Pósa utcai fogászatot
A Debreceni Egyetem adná a pénzt.
Új korszak kezdődik a debreceni klinikán
Új korszak kezdődik a debreceni klinikán
Bevezették a digitális EKG alkalmazását.
Egymilliárd forintos projektbe kezd az egyetem
Egymilliárd forintos projektbe kezd az egyetem
Épülhet a műszaki bázis Debrecenben.
Debrecen és Hong Kong kapcsolatba lép
Debrecen és Hong Kong kapcsolatba lép
Új nemzetközi együttműködés körvonalazódik.
Debrecen Maraton: az elsőre készül a város
Debrecen Maraton: az elsőre készül a város
Már eddig is sokan neveztek a versenyre.
A jövő akkumulátorát fejlesztik Debrecenben
A jövő akkumulátorát fejlesztik Debrecenben
Ez lehet a jövő egyik ígéretes energiatároló megoldása.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
A listavezető Győr otthonában a DVSC
A listavezető Győr otthonában a DVSC
A debreceniek és a Rába-partiak mérlege kiegyenlített.
Hirdetés
Hirdetés
Gróf Dávid: a Premier League más kávéház
Gróf Dávid: a Premier League más kávéház
A debreceniek volt kapusa a súlyos vereség után nyilatkozott.
Hirdetés
Hirdetés
Tűz volt a klinikán
Tűz volt a klinikán
A részlegen tartózkodó betegeket egy másik részlegre helyezték át Debrecenben.
Gazdaság
Hamarosan lejárnak a tavalyi éves autópálya-matricák
Figyelmeztet a Magyar Közút Nonprofit Zrt.
Az EVE Energy európai bázisa Debrecenben épül
Globális iparági mérce az akkumulátorgyártásban. (X)
Fontos határidőre figyelmeztet a NAV
Február 2-ig kell adatot szolgáltatni.
Sámsoni út: NAV-osok, rendőrök az italkereskedésnél
A cél az, hogy birtokba vegyék a debreceni útépítéshez nélkülözhetetlen sarokingatlant.
Támogatott tartalom
Új vezető a Richter debreceni telephelyének élén
Új vezető a Richter debreceni telephelyének élén
A szakember több mint 20 év ipari és gyógyszeripari tapasztalattal rendelkezik.
Pályázatot hirdet az Aquaticum Debrecen Kft.
Pályázatot hirdet az Aquaticum Debrecen Kft.
A mechanikus karbantartó műhelyt kell felszerelni.
Év eleji gyógyulás Hajdúszoboszlón
Év eleji gyógyulás Hajdúszoboszlón
Kedvezmények várják a törzsvendégeket a Hungarospa Gyógyfürdőben.
Fejlesztenek a debreceni cukrászdában
Fejlesztenek a debreceni cukrászdában
Több mint 44 millió forintos innováció valósul meg.