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
További híreink
Napokra lezárták a debreceni repülőteret
Napokra lezárták a debreceni repülőteret
A tervezett munkálatok négy menetrend szerinti járatot érintenek.
Vitézy a Debrecen–Nyíregyháza közötti vasúti fejlesztésről
Vitézy a Debrecen–Nyíregyháza közötti vasúti fejlesztésről
Mint mondta, erre a beruházásra közvetlen európai uniós forrást nyert el Magyarország.
Tégláskerti bűz: szennyezték a csatornát
Tégláskerti bűz: szennyezték a csatornát
A Debreceni Vízmű Zrt. a vizsgálatba bevonta az illetékes hatóságokat is.
Tüzek és baleset Hajdú-Biharban
Tüzek és baleset Hajdú-Biharban
Derecskén egy autó motortere füstölt.
„Az életem olyan volt, mint egy hollywoodi film, de…”
„Az életem olyan volt, mint egy hollywoodi film, de…”
...de az NA hozta el a happy endet – vallotta egy drogfüggő Debrecenben.
Magyar azonnali cselekvési tervet vár miniszterétől
Magyar azonnali cselekvési tervet vár miniszterétől
Például az egyre súlyosbodó aszályhelyzetre.
Gondok a Debrecen és Nyíregyháza közötti fejlesztés körül
Gondok a Debrecen és Nyíregyháza közötti fejlesztés körül
Vitézy Dávid posztolt a Facebook-oldalán.
Fotókon a debreceni sportmajális
Fotókon a debreceni sportmajális
Jóval többről volt szó, mint sportról.
Lángol egy autó Hajdúböszörménynél
Lángol egy autó Hajdúböszörménynél
Egy debreceni vízszállító is a helyszínre érkezett.
Bő hatmilliárdból tervezhetik át a mátészalkai vonalat
Bő hatmilliárdból tervezhetik át a mátészalkai vonalat
A 110-es vasútvonal Debrecent és a nyírségi várost köti össze.
Fotókon a debreceni sportmajális
Fotókon a debreceni sportmajális
Jóval többről volt szó, mint sportról.
Új orvosigazgatókat neveztek ki Debrecenben
Új orvosigazgatókat neveztek ki Debrecenben
A kinevezések célja a szakterület további fejlesztése.
Együttműködést kötöttek a gyógyszeripar jövőjéért Debrecenben
Együttműködést kötöttek a gyógyszeripar jövőjéért Debrecenben
A partnerség célja a kutatás-fejlesztés erősítése is.
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.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hajdú-bihari piacokon is ellenőrzik a szamócákat
Hajdú-bihari piacokon is ellenőrzik a szamócákat
Frissesség, tisztaság, érettség.
Napokra lezárták a debreceni repülőteret
Napokra lezárták a debreceni repülőteret
A tervezett munkálatok négy menetrend szerinti járatot érintenek.
Gazdaság
Szja 1+1: 685 ezren már nyilatkoztak
Május 20. a határidő.
Letarolta a fagy az alföldi szőlőültetvényeket
A május elsejei hideg 30 milliárdos kárt okozott.
Fordulópont előtt a hazai elektromos autózás
Magyarország alakítója is lehet az elektromobilitási trendeknek a régióban - írják.
Kapitány: a legfontosabb a gazdasági növekedés beindítása
Van, ahol az első hónapokban már látványos eredményeket fognak elérni - ígéri.
Bő hatmilliárdból tervezhetik át a mátészalkai vonalat
A 110-es vasútvonal Debrecent és a nyírségi várost köti össze.
Támogatott tartalom
Debrecenben is tudják a jó koktél titkát
Debrecenben is tudják a jó koktél titkát
A Koktél Műhelyben színvonalas italokkal várja a kisebb-nagyobb társaságokat Kinczler András.
GROHE: a stílus, az innováció és a fenntarthatóság úttörője
GROHE: a stílus, az innováció és a fenntarthatóság úttörője
A Grohe exkluzív színkollekciója elérhető a Gulyás Tüzépen.
Jubiláló fürdőkultúra: programsorozat indul Debrecenben
Jubiláló fürdőkultúra: programsorozat indul Debrecenben
Kedvezményes bérlet, tematikus estek, szaunaprogramok, családi események.
Zsuzsi: menetrend szerint
Zsuzsi: menetrend szerint
A menetrend már alkalmazásban is elérhető.
Hirdetés