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
Fiatalok gondolták újra Debrecent
Fiatalok gondolták újra Debrecent
Az egyetemen 16 csapat mutatta be ötleteit.
Mérgezés: reagált a debreceni városháza is
Mérgezés: reagált a debreceni városháza is
Az ügy kezelése Tárkányi Zsolt részéről a politikai haszon maximalizálása - írják.
TISZA Párt: mérgezés a debreceni akkumulátorgyárban
TISZA Párt: mérgezés a debreceni akkumulátorgyárban
A felvétel nyilvánosságra kerülése után a CATL vizsgálatot indított.
Új parancsnokot kap a debreceni dandár
Új parancsnokot kap a debreceni dandár
Egy évre, amíg a jelenlegi külföldi misszióban vesz részt.
Fehér köpenybe bújtak a diákok Debrecenben
Fehér köpenybe bújtak a diákok Debrecenben
Az ország különböző pontjairól érkeztek az általános iskolások.
Súlyos baleset Debrecenben, a BMW-körúton
Súlyos baleset Debrecenben, a BMW-körúton
Tűzoltók, mentők a helyszínen.
Hármas karambol Debrecenben
Hármas karambol Debrecenben
Az István úton történt a baleset.
Középpontban a jövő kardiológiája Debrecenben
Középpontban a jövő kardiológiája Debrecenben
Négynapos konferencián cserélnek eszmét a szakmai képviselői.
Biztos szakmai tudást ad a debreceni iskola
Biztos szakmai tudást ad a debreceni iskola
Karrierhetet tartanak az intézményben.
Fiatalok gondolták újra Debrecent
Fiatalok gondolták újra Debrecent
Az egyetemen 16 csapat mutatta be ötleteit.
Középpontban a jövő kardiológiája Debrecenben
Középpontban a jövő kardiológiája Debrecenben
Négynapos konferencián cserélnek eszmét a szakmai képviselői.
Nemes felajánlás a debreceni alapítványnak
Nemes felajánlás a debreceni alapítványnak
Az egyetem egykori sajtófőnökének személyes hagyatékából adtak támogatás.
Debrecennek 1600 új kollégiumi férőhelyet ígér a kormány
Debrecennek 1600 új kollégiumi férőhelyet ígér a kormány
A jelenlegi mintegy 46 ezer férőhelyet 2030-ig 50 százalékkal kell bővíteni – írta a miniszter.
Fejlesztik a súlyos betegek ellátását Debrecenben
Fejlesztik a súlyos betegek ellátását Debrecenben
Beszámoltak a mintegy 200 millió forintos beruházás részleteiről.
Kitüntették a KSH elnökét, volt debreceni egyetemistát
Kitüntették a KSH elnökét, volt debreceni egyetemistát
Rangos akadémiai kitüntetést vehetett át.
Kövér László Debrecenben: már a kudarc is más
Kövér László Debrecenben: már a kudarc is más
A beletörődés kultúráját felváltotta a remény – fogalmazott.
Elmarad a Debrecen Maraton
Elmarad a Debrecen Maraton
Visszautalják a nevezési díjakat.
Csúcson a Debreceni Egyetem gazdasági ereje
Csúcson a Debreceni Egyetem gazdasági ereje
Az egyetemi polgárság létszáma elérte az 52 400-at. +Videó
DEAL és közös munka a debreceni könnyűzenéért
DEAL és közös munka a debreceni könnyűzenéért
A nagy intézmények mellett a kis közösségek együttműködése is fontos.
Szociális dolgozók bére emelkedik Debrecenben
Szociális dolgozók bére emelkedik Debrecenben
Gondoskodáspolitikai célokról beszélt Széles Diána.
Kiváló gyógyítókat díjaztak Debrecenben
Kiváló gyógyítókat díjaztak Debrecenben
Február 19-e a magyar ápolók napja.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Fiatalok gondolták újra Debrecent
Fiatalok gondolták újra Debrecent
Az egyetemen 16 csapat mutatta be ötleteit.
Hirdetés
Zsűri előtt a jövő énekesei Hajdúsámsonban
Zsűri előtt a jövő énekesei Hajdúsámsonban
Népdal, musical és popdal is elhangzott a tehetségkutató versenyen.
Hirdetés
Hirdetés
Bászna Gabona: befejeződött az állami kártalanítás
Bászna Gabona: befejeződött az állami kártalanítás
Összesen 581 pozitív döntés született 6 milliárd 531 millió forint értékben.
Hirdetés
Hirdetés
Mérgezés: reagált a debreceni városháza is
Mérgezés: reagált a debreceni városháza is
Az ügy kezelése Tárkányi Zsolt részéről a politikai haszon maximalizálása - írják.
Hirdetés
Hirdetés
Gazdaság
Beruházások és pénzügyi fegyelem Bárándon
Kovács Miklós polgármester a fejlesztésekről, pályázatokról és a költségvetési kihívásokról.
Debrecenben megfér Mága Zoltán és a hardcore techno
Elfogadta a 304 milliárdos költségvetési tervezetet a közgyűlés.
Harmincegy nagyobb útjavítás Debrecenben
Tizenegy utca kapna aszfaltutat 2026-ban.
Rezsistop: érkeznek a gázszámlák
Előfordulhat, hogy a csekkek torlódnak.
Belekukkantottunk Hajdúnánás kasszájába
Milliárdok, elvonások, büntetések és spórolás: így rajzolódik ki a város 2026-os pénzügyi térképe.
Támogatott tartalom
Télűző mulatság a busókkal Hajdúszoboszlón
Télűző mulatság a busókkal Hajdúszoboszlón
Tűzgyújtás, tűzzsonglőrök, kiszebábégetés.
A BioTechUSA és a Docler Holding vezérei új vállalkozást indítottak
A BioTechUSA és a Docler Holding vezérei új vállalkozást indítottak
A digitális környezet egyik legnagyobb kihívása ma annak bizonyítása, hogy egy online tartalom valódi
Kétszáz éves a fürdőkultúra Debrecenben
Kétszáz éves a fürdőkultúra Debrecenben
Az évforduló alkalmából az Aquaticum 200 napos jubileumi programsorozatot indít.
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.