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
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
További híreink
Egyik tűzeset a másikat érte Hajdú-Biharban
Egyik tűzeset a másikat érte Hajdú-Biharban
Debrecenben egy hatalmas fa veszélyeztette a gyalogos forgalmat.
A debreceni vonalon erősít a MÁV
A debreceni vonalon erősít a MÁV
Az elővételek alapján tudják a valós utasigényeket felmérni.
Végső búcsút vettek Vásáry Tamástól
Végső búcsút vettek Vásáry Tamástól
A nemzet művésze 92 éves volt.
Gyalogosok, figyelem! Aszfaltoznak a Füredi úton
Gyalogosok, figyelem! Aszfaltoznak a Füredi úton
Folytatódik a munka a debreceni csomópontban.
Gyújtogatással fenyegetőzött – enyhítették büntetését
Gyújtogatással fenyegetőzött – enyhítették büntetését
A Debreceni Ítélőtábla megváltoztatta a Miskolci Törvényszék elsőfokú ítéletét.
Debrecen forgalomirányítását a „város reflexére” bízzák
Debrecen forgalomirányítását a „város reflexére” bízzák
Városirányítási Központot hoznak létre.
Aszfaltoznak, terelnek a nagy debreceni csomópontban
Aszfaltoznak, terelnek a nagy debreceni csomópontban
Öt DKV-járat is terelőútvonalon közlekedik.
Elnézte az előzést a 42-esen
Elnézte az előzést a 42-esen
Vádat emeltek a sofőr ellen.
Leégett 35 hektár Egyeknél
Leégett 35 hektár Egyeknél
Nagy erőkkel vonultak a helyszínre a tűzoltók.
Így zajlik Debrecenben a matematika „mumustalanítása”
Így zajlik Debrecenben a matematika „mumustalanítása”
Az egyetem óvodájában kiemelt figyelmet fordítanak a tehetséggondozásra.
Újraválasztották a debreceni elnököt
Újraválasztották a debreceni elnököt
Ismét bizalmat szavaztak neki.
Egyetemisták is segítettek Bodaszőlőn
Egyetemisták is segítettek Bodaszőlőn
A DEKOM sokadik alkalommal vitt adományokat a zártkertek lakóinak.
A Debreceni Egyetem az építőipart is megreformálhatja
A Debreceni Egyetem az építőipart is megreformálhatja
Az egyetem mérnökei vákuumpaneleket fejlesztettek ki.
Elhunyt a debreceni irodalomtörténész
Elhunyt a debreceni irodalomtörténész
Doktori fokozatát a város egyetemén szerezte.
Debrecen Maraton: zene füleinknek
Debrecen Maraton: zene füleinknek
Mindenkit futásra biztatnak, az sem baj, ha valaki elsőre sétálósra fogja.
Aranyat ér a debreceni innováció
Aranyat ér a debreceni innováció
Elektronikai hulladékból nyerik ki a nemesfémeket.
A Debreceni Egyetem három professzorát díjazták
A Debreceni Egyetem három professzorát díjazták
Példamutató tevékenységükkel járultak hozzá a ritka betegségekkel élők életminőségének javításához.
Debrecen Maraton: hidegzuhany és sprint
Debrecen Maraton: hidegzuhany és sprint
Politikai hőhullámok, újjáalakított szervezőcsapat, klasszikus helyett körverseny.
Egyedülálló innováció a debreceni klinikán
Egyedülálló innováció a debreceni klinikán
Papír helyett digitális adatáramlás.
Fiatalok gondolták újra Debrecent
Fiatalok gondolták újra Debrecent
Az egyetemen 16 csapat mutatta be ötleteit.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
A Nyíregyháza edzője Debrecenben kárpótolná a szurkolókat
A Nyíregyháza edzője Debrecenben kárpótolná a szurkolókat
A keleti rangadót szombaton este rendezik a Nagyerdei Stadionban.
Hirdetés
Hirdetés
Egyik tűzeset a másikat érte Hajdú-Biharban
Egyik tűzeset a másikat érte Hajdú-Biharban
Debrecenben egy hatalmas fa veszélyeztette a gyalogos forgalmat.
Hirdetés
Hirdetés
A debreceniek visszavágtak a miskolciaknak
A debreceniek visszavágtak a miskolciaknak
Az Erste Liga negyeddöntője 1-1-ről folytatódik a borsodi megyeszékhelyen.
Hirdetés
Hirdetés
Kupadöntőben a DVSC
Kupadöntőben a DVSC
A Kisvárda elleni siker jutalma a négyes finálé.
Gazdaság
Nem drágul a tojás húsvétra
A kereslet Magyarországon kis mértékben mérséklődött.
Fejlesztések és takarékosság Nagyrábén
Útfelújítás, pályázatok és béremelés is szerepel a település idei költségvetésében.
Megújul az út Hadház és Sámson között
Csaknem 9 kilométeren dolgoznak. +Videó
Csökkennek a vállalkozások adminisztrációs terhei
Bővül a Magyar Kereskedelmi és Iparkamara feladatköre.
A Horogh-ház felújításába is belevág idén a fürdőváros
Kevesebb iparűzésiadó-bevétellel kalkulálnak Hajdúszoboszlón.
Támogatott tartalom
Nyílt nap a Debreceni Vízműnél
Nyílt nap a Debreceni Vízműnél
Az érdeklődők a kulisszák mögé is betekinthetnek.
Kiemelt a berettyóújfalui szállodaberuházás
Kiemelt a berettyóújfalui szállodaberuházás
Gyorsabb eljárás jöhet a turisztikai fejlesztésnél.
Medical Center a Hajdúszoboszlói Gyógyfürdőben
Medical Center a Hajdúszoboszlói Gyógyfürdőben
Átfogóbb és személyre szabottabb ellátás a gyógyászatban.