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
Magyar Péter Debrecenben zárja a kampányt
Magyar Péter Debrecenben zárja a kampányt
Április 11-én érkezik a városba.
Debrecenben ítélik el a csákánynyeles gyilkost
Debrecenben ítélik el a csákánynyeles gyilkost
Szerelme szeretőjével végzett, de majdnem a nővel is.
Kalapáccsal verte be a debreceni busz ablakát
Kalapáccsal verte be a debreceni busz ablakát
Garázda a menetrend szerinti járaton.
Vásárt rendeznek a Kerekestelepen
Vásárt rendeznek a Kerekestelepen
Helyi termelők kínálják áruikat.
Buszmegállót újítanak fel Józsán
Buszmegállót újítanak fel Józsán
Munkálatok kezdődnek a Bocskai utcában.
Átadták a Műszaki Kar megújult épületét
Átadták a Műszaki Kar megújult épületét
A debreceni Egyetem az elmúlt öt évben 13,6 milliárd forintot költött a műszaki képzés fejlesztésére.
Orbán Viktor Debrecenbe érkezik
Orbán Viktor Debrecenbe érkezik
Beszédet mond a Dósa nádor téren.
Jön a Fradi: debreceni buszok terelőútvonalon
Jön a Fradi: debreceni buszok terelőútvonalon
Érdemes időben tájékozódni.
Tavaszias idő a húsvéti hosszú hétvégén
Tavaszias idő a húsvéti hosszú hétvégén
Legfeljebb a szél zavarhatja a szabadtéri programokat.
Részegen, jogosítvány nélkül vezetett Debrecenben
Részegen, jogosítvány nélkül vezetett Debrecenben
Korábban végleg eltiltották a járművezetéstől.
Alkalmi ismerőse fosztotta ki a debreceni nőt
Alkalmi ismerőse fosztotta ki a debreceni nőt
Közösen italoztak a hölgy lakásán.
Összeomolhat az Aranybika-projekt?
Összeomolhat az Aranybika-projekt?
Hatalomváltás esetén a fideszes debreceni képviselőjelölt sem bizakodó.
Átadták a Műszaki Kar megújult épületét
Átadták a Műszaki Kar megújult épületét
A debreceni Egyetem az elmúlt öt évben 13,6 milliárd forintot költött a műszaki képzés fejlesztésére.
Új központjuk lehet a meddő pároknak Debrecenben
Új központjuk lehet a meddő pároknak Debrecenben
Évente 1500 beavatkozást tudnának elvégezni.
Debrecen erősíti tehetséggondozó szerepét
Debrecen erősíti tehetséggondozó szerepét
Összekapcsolódik az oktatás, a kutatás és az innováció.
Sprichst du Deutsch? Debreceni gimnazista a győztes
Sprichst du Deutsch? Debreceni gimnazista a győztes
A Debreceni Református Kollégium diákja nyert.
Talentum-díjas a debreceni tudós
Talentum-díjas a debreceni tudós
Az elismerésre érdemes kutatók Szent-Györgyi Alberthez hasonlóan itthon végzik a munkájuk jelentős részét.
Két kategóriában is csúcsra ért a Debreceni Egyetem
Két kategóriában is csúcsra ért a Debreceni Egyetem
A tavalyi hallgatóbarát győzelem és kancellári különdíj után idén is az élmezőnyben végzett az intézmény.
Farmakoterápia menedzsment szak indul Debrecenben
Farmakoterápia menedzsment szak indul Debrecenben
Gyakorlatorientáltság és multidiszciplináris szemlélet.
Létrejött a Debrecen-Hongkong kapcsolat
Létrejött a Debrecen-Hongkong kapcsolat
A most megkötött megállapodás lehetőséget teremt az együttműködés kereteinek bővítésére is - írják.
Tíz év múlva már robot fog előadást tartani Debrecenben?
Tíz év múlva már robot fog előadást tartani Debrecenben?
Az egyetem rendezvényén ez is szóba került.
Újabb sebészeti robotot adtak át Debrecenben
Újabb sebészeti robotot adtak át Debrecenben
Mellkassebészeti, valamint fül-orr-gégészeti beavatkozásoknál alkalmazzák majd.
Befektetés a jövőbe: megújult a debreceni székház
Befektetés a jövőbe: megújult a debreceni székház
Pályázati forrásból, két év alatt.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Élettel telt meg a hajdúböszörményi tájházak udvara
Élettel telt meg a hajdúböszörményi tájházak udvara
Szalmalabirintus, báránybégetés, tojásfestés és régi falusi hangulat várta a családokat a húsvét alkalmával.
Hirdetés
Hirdetés
Vb-bronzzal térhet haza a debreceni vívó
Vb-bronzzal térhet haza a debreceni vívó
A DEAC-os Kónya Csenge csapatban állhatott fel a dobogóra.
Nyuszi Expressz vitte a húsvét hírét Hosszúpályiban
Nyuszi Expressz vitte a húsvét hírét Hosszúpályiban
A településen az idén kisvonattal, pecsétekkel és sok nevetéssel járták végig a családok a húsvéti kaland állomásait.
Spiró György: 80
Spiró György: 80
A kortárs magyar irodalom egyik kiemelkedő írója.
Gazdaság
Intézményfenntartásra és bérekre koncentrálnak Hosszúpályiban
Stabil, de szűk mozgásterű büdzsével vágott neki 2026-nak az agglomerációs település.
Debreceni irodaház takarítóit keresik
Ajánlattételi felhívás.
E-számla kampány indul Debrecenben
Kedvezménnyel ösztönzik a lakosságot digitális számlázásra.
Látványosan halad a püspökladányi fürdőfejlesztés
Újabb támogatással folytatódik a beruházás, spray park is épül a gyermekmedence mellé.
Hirdetés
Hirdetés
Támogatott tartalom
Szevasz Terasz: Indul a tavaszi borterasz-szezon
Szevasz Terasz: Indul a tavaszi borterasz-szezon
Csaknem száz borászat vár, hogy érezd a tavasz ritmusát.
Stílus és funkcionalitás találkozása
Stílus és funkcionalitás találkozása
Nagyméretű kombi térkövek a modern környezetért.
Hirdetés