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

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
Hirdetés
További híreink
Több debreceni buszjárat is terelőútvonalon
Több debreceni buszjárat is terelőútvonalon
Augusztus 12-i, üzemzárásig.
Csúszik a debreceni útszakasz újranyitása
Csúszik a debreceni útszakasz újranyitása
Később végeznek a munkával.
yoUDay: Charlie, Beton.Hofi, BSW
yoUDay: Charlie, Beton.Hofi, BSW
Szeptember 16-án rendezik a deberceni tanévnyitó stadionshow-t.
Díszdoktorát gyászolja a Debreceni Egyetem
Díszdoktorát gyászolja a Debreceni Egyetem
Florian Luca fő kutatási területe a diofantikus számelmélet volt.
Vádemelés: vasúti tragédia Debrecen közelében
Vádemelés: vasúti tragédia Debrecen közelében
Két munkás hunyt el. Felelősségre vonhatják az építésvezetőt.
Csillagvonat indul a Perseidák nyomában
Csillagvonat indul a Perseidák nyomában
Különleges éjszakai program várja az érdeklődőket augusztusban Debrecenben.
Van, aki már hétszázszor adott plazmát Debrecenben
Van, aki már hétszázszor adott plazmát Debrecenben
Sok donor számára valóban a segítségnyújtás a legfontosabb motiváció, nem a pénz – tudtuk meg a plazmaközpont vezetőjétől.
Épülhet a műfüves sportpálya Nagymacson
Épülhet a műfüves sportpálya Nagymacson
Több mint 19 millió forintos fejlesztés kezdődhet.
A rozsda őrzi Debrecen iparvágányait
A rozsda őrzi Debrecen iparvágányait
Vonat már rég nincs – a sínek, a fénysorompók és a kérdések azonban megmaradtak.
Új vezetőápoló a debreceni klinikán
Új vezetőápoló a debreceni klinikán
Tálas László csaknem 30 éve dolgozik az egészségügyben.
yoUDay: Charlie, Beton.Hofi, BSW
yoUDay: Charlie, Beton.Hofi, BSW
Szeptember 16-án rendezik a deberceni tanévnyitó stadionshow-t.
Díszdoktorát gyászolja a Debreceni Egyetem
Díszdoktorát gyászolja a Debreceni Egyetem
Florian Luca fő kutatási területe a diofantikus számelmélet volt.
DEAC-siker Európa legnagyobb tókerülő versenyén
DEAC-siker Európa legnagyobb tókerülő versenyén
A Sparta II 23:02:28-as idővel zárt.
Lekapcsolják a Debreceni Egyetem díszkivilágítását is
Lekapcsolják a Debreceni Egyetem díszkivilágítását is
Korlátozzák a szökőkutak működését.
Új parkolók a debreceni kórháznál
Új parkolók a debreceni kórháznál
Augusztusban nyitják meg a járművek előtt.
Megnyílt a kollégiumi jelentkezés Debrecenben
Megnyílt a kollégiumi jelentkezés Debrecenben
Mintegy 1200 helyet tartanak fent a gólyáknak.
Tovább nő a külföldi hallgatók száma Debrecenben
Tovább nő a külföldi hallgatók száma Debrecenben
A Stipendium Hungaricum-programban több mint 70 ezer érdeklődő kereste meg az egyetemet.
Máris kihirdették a 2027-es Campus Fesztivál időpontját
Máris kihirdették a 2027-es Campus Fesztivál időpontját
Sőt, már bérletet is lehet venni kedvezményesen.
Véget ért a Campus – viszlát jövőre, fesztiválarcok!
Véget ért a Campus – viszlát jövőre, fesztiválarcok!
Aktív kikapcsolódás várt a fesztiválozókra Debrecenben.
Dánielfy hazai pályán dobogtatta meg a szíveket
Dánielfy hazai pályán dobogtatta meg a szíveket
A Campus Fesztivál harmadik napján "nézelődtünk".
Minden eddiginél többen jutottak be a Debreceni Egyetemre
Minden eddiginél többen jutottak be a Debreceni Egyetemre
Ismét a Gazdaságtudományi Karra vették fel a legtöbb hallgatót.
Rocker professzorok: katedrát cserélnek hangszerre
Rocker professzorok: katedrát cserélnek hangszerre
Zenei misszióként hozzák vissza a Nagyerdőre a hetvenes-nyolcvanas évek világát. Irány a Campus!
Hirdetés
Hirdetés
Három gól, fájó lecke a Debrecennek
Három gól, fájó lecke a Debrecennek
A Koppenhága nagy falatnak bizonyult a Lokinak.
Hirdetés
Hirdetés
Magyar: Orbán tudta, mégsem tett semmit
Magyar: Orbán tudta, mégsem tett semmit
Energia- és vízügyi forradalomra van szükség - mondta a miniszterelnök.
Több debreceni buszjárat is terelőútvonalon
Több debreceni buszjárat is terelőútvonalon
Augusztus 12-i, üzemzárásig.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Élményekkel teli a nyár Esztáron
Élményekkel teli a nyár Esztáron
Holland önkéntesek, kreatív táborok és pezsgő közösségi élet jellemzi ezeket a heteket.
Hirdetés
Hirdetés
Öt edzőmeccset játszanak a debreceniek
Öt edzőmeccset játszanak a debreceniek
Elkezdte a felkészülést a DEAC.
Hirdetés
Hirdetés
Enyhül a kánikula
Enyhül a kánikula
De marad a meleg idő.
Áramszünet okoz bosszúságot Vámospércsen
Áramszünet okoz bosszúságot Vámospércsen
A vízszolgáltatást aggregátorral biztosítják.
Gazdaság
Több gyógyszert, kevesebb üzemanyagot vásároltunk
Megérkezett a KSH legfrissebb jelentése.
Épülhet a műfüves sportpálya Nagymacson
Több mint 19 millió forintos fejlesztés kezdődhet.
Megbüntették a Lidlt
Megtévesztő módon kummunikált a cég.
Harmonikus és időtálló kert a Gulyás Tüzéppel
Válaszd a Semmelrock prémium térburkolatait!
Magyar: stabil az ország energiaellátása
Pakson egyetlen turbina még tovvábra is termel áramot.
Sáskák veszélyeztetik az alföldi termést
Szükséghelyzeti engedélyt adtak ki több növényvédőszerre.
Támogatott tartalom
Csillagvonat indul a Perseidák nyomában
Csillagvonat indul a Perseidák nyomában
Különleges éjszakai program várja az érdeklődőket augusztusban Debrecenben.
Nyári sportok gyerekekkel
Nyári sportok gyerekekkel
Hogyan vigyázzunk a saját testünkre is?
A Magyar rapszódia érkezik Hajdúszoboszlóra
A Magyar rapszódia érkezik Hajdúszoboszlóra
Világszínvonalú néptáncelőadás Hajdúszoboszlón.
Megújul a Haema Plasma Debrecen
Megújul a Haema Plasma Debrecen
Hamarosan új, korszerűbb környezet várja az önkéntes plazmaadókat.