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

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
Tehetséges fiatalokat díjaztak Debrecenben
Tehetséges fiatalokat díjaztak Debrecenben
Az Új Városháza Galériában egy-egy tablókiállítás is nyílt két tehetség munkáiból.
Karambol a Vámospércsi úton
Karambol a Vámospércsi úton
Jelentős torlódás a debreceni útszakaszon.
Kislányt tettek a babamentő inkubátorba Debrecenben
Kislányt tettek a babamentő inkubátorba Debrecenben
Az újszülött a Kenézy Janka nevet kapta.
A néma gyilkosról a Debreceni Egyetemen
A néma gyilkosról a Debreceni Egyetemen
A program célja továbbra is az élethosszig tartó tanulás.
Több évtizedes problémát oldott meg a debreceni matematikus
Több évtizedes problémát oldott meg a debreceni matematikus
Pink István, az egyetem kutatója és japán kollégája az ax+by=cz egyenlettel foglalkozott.
Háromszázmilliárd felett a debreceni költségvetés
Háromszázmilliárd felett a debreceni költségvetés
Papp László számos beruházásról beszélt a biztonság, a fejlődés és a jólét jegyében.
Digitális felzárkóztatás Debrecenben
Digitális felzárkóztatás Debrecenben
A hátrányos helyzetűeknek segítenek.
Lezártak egy debreceni buszmegállót
Lezártak egy debreceni buszmegállót
Az Erzsébet utcán zajló munkák miatt.
Kislányt tettek a babamentő inkubátorba Debrecenben
Kislányt tettek a babamentő inkubátorba Debrecenben
Az újszülött a Kenézy Janka nevet kapta.
A néma gyilkosról a Debreceni Egyetemen
A néma gyilkosról a Debreceni Egyetemen
A program célja továbbra is az élethosszig tartó tanulás.
Több évtizedes problémát oldott meg a debreceni matematikus
Több évtizedes problémát oldott meg a debreceni matematikus
Pink István, az egyetem kutatója és japán kollégája az ax+by=cz egyenlettel foglalkozott.
A gályarabok „üzenetét” idézték fel Debrecenben
A gályarabok „üzenetét” idézték fel Debrecenben
Közös nyilatkozat után koszorúzás az Emlékkertben.
Lehet egy nő kutató és családanya egyben
Lehet egy nő kutató és családanya egyben
Debrecenben felhívták a figyelmet az esélyegyenlőség fontosságára.
Megbízólevelet adott át a köztársasági elnök Debrecenben
Megbízólevelet adott át a köztársasági elnök Debrecenben
A következő rektort, Bács Zoltánt méltatták és ünnepélyes nyilatkozat is született.
Bővült a családterápiás gyógyítás lehetősége Debrecenben
Bővült a családterápiás gyógyítás lehetősége Debrecenben
A beteg gyerek gondozása, nevelése minden érintettet komoly kihívás elé állít - hangzott el.
Minden kiderül a fejfájásról Debrecenben
Minden kiderül a fejfájásról Debrecenben
Science Cafe: a félév nyitóelőadása sokakat érintő problémával, a migrénnel foglalkozik.
Informatikusokra minden korábbinál nagyobb a szükség
Informatikusokra minden korábbinál nagyobb a szükség
A Debreceni Egyetem alap- és mesterképzést is kínál.
A vadállomány nem ismeri az országhatárokat
A vadállomány nem ismeri az országhatárokat
Közösségi összefogás. A Debreceni Egyetem konzorciumi partner.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Debreceni siker Miskolcon is. Bravó!
Debreceni siker Miskolcon is. Bravó!
A DEAC egy győzelemre van a bajnoki döntőtől.
Hirdetés
Sima debreceni győzelem a fővárosban
Sima debreceni győzelem a fővárosban
Megszorítania sem sikerült a Lokit a Vasasnak.
Hirdetés
Hirdetés
Tehetséges fiatalokat díjaztak Debrecenben
Tehetséges fiatalokat díjaztak Debrecenben
Az Új Városháza Galériában egy-egy tablókiállítás is nyílt két tehetség munkáiból.
Hirdetés
Hirdetés
A fejlődés és a bérfejlesztés is cél Polgáron
A fejlődés és a bérfejlesztés is cél Polgáron
Minden munkavállalója számára minimum 7 százalékos, bérbe épülő emelést vállal az önkormányzat; ott is, ahol a központi intézkedések erre nem adnak elég fedezetet.
Gazdaság
Tovább drágul az autózás
Emelkedik a gépárműadó.
Háromszázmilliárd felett a debreceni költségvetés
Papp László számos beruházásról beszélt a biztonság, a fejlődés és a jólét jegyében.
Tiszacsegén az idén szoros a nadrágszíj
Szeli Zoltán szerint a központi pénzek nem követik a kiadások emelkedését; takarékoskodással kell egyensúlyban tartani a büdzsét.
A csendnek is van otthona Folyáson
Takaros utcák, kis fejlesztések, nagyobb tervek a polgármester szemével.
Budapest után Debrecenben a legdrágább
Immár az Otthon Start programnak is van hatása.
Támogatott tartalom
Tűz, hús, szenvedély – a Mirage steakvilága
Tűz, hús, szenvedély – a Mirage steakvilága
Van egy hely Hajdúszoboszlón, ahol a steak nem egy fogás az étlapon, hanem élmény.
Ajánlatot kér az Aquaticum Debrecen Kft.
Ajánlatot kér az Aquaticum Debrecen Kft.
Hűtéssel kapcsolatos felújításba kezdenek.
Soulwave Debrecenben: Eltört Szívek Klubja
Soulwave Debrecenben: Eltört Szívek Klubja
Fonogram-díjas slágerekkel érkeznek péntek 13-án a városba.