Hirdetés
Hirdetés
Legyen a civishir.hu az első számú forrás!
A Google új funkciója segítségével te döntheted el, melyik lap híreit láthatod legelöl. Kattintson ide a beállításhoz.
Beállítom
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
Hirdetés
További híreink
Korszerűsítenék a MODEM épületét
Korszerűsítenék a MODEM épületét
Egyebek mellett fényforrásokat cseréltetnének és javíttatnák az üvegtetőt is.
Elkészült Debrecen új levegőminőségi terve
Elkészült Debrecen új levegőminőségi terve
A véderdők kiemelt figyelmet kapnak.
Motoros felvonulás lassítja a forgalmat Debrecenben
Motoros felvonulás lassítja a forgalmat Debrecenben
Néhány perces késéssel szmolnak a DKV-nál.
Fellépést sürgetnek a hajléktalanokkal szemben Debrecenben
Fellépést sürgetnek a hajléktalanokkal szemben Debrecenben
A közgyűlésen ez volt a leghangsúlyosabb téma.
Debrecenben is alkotnak a pszichiátriai betegséggel élőkért
Debrecenben is alkotnak a pszichiátriai betegséggel élőkért
Az egyetem Élettudományi Központja ad otthon az eseménynek.
Egy kislányt megfojtó férfit ítéltek el Debrecenben
Egy kislányt megfojtó férfit ítéltek el Debrecenben
Szexuális kapcsolatot is folytatott vele.
Baktériumölő vírusokat fejlesztenek a Debreceni Egyetemen
Baktériumölő vírusokat fejlesztenek a Debreceni Egyetemen
Így küzdenek a kórházi fertőztések ellen.
LED-fénybe borul a debreceni Modem
LED-fénybe borul a debreceni Modem
A beruházás pályázati támogatásból valósul meg.
Kivégzéssel fenyegetőzött az interneten egy debreceni
Kivégzéssel fenyegetőzött az interneten egy debreceni
Egy pécsi nőnek címezte az üzenetet. Vádat emeltek ellene.
Négyes karambol Debrecenben
Négyes karambol Debrecenben
A buszon 25-en utaztak.
Vízhiány lesz egy debreceni utca egy szakaszán
Vízhiány lesz egy debreceni utca egy szakaszán
A szolgáltató javítást végez.
Töltött káposztával várják a debreceni rászorulókat
Töltött káposztával várják a debreceni rászorulókat
Ingyenes ételosztás a Petőfi téren.
Debrecenben is alkotnak a pszichiátriai betegséggel élőkért
Debrecenben is alkotnak a pszichiátriai betegséggel élőkért
Az egyetem Élettudományi Központja ad otthon az eseménynek.
Baktériumölő vírusokat fejlesztenek a Debreceni Egyetemen
Baktériumölő vírusokat fejlesztenek a Debreceni Egyetemen
Így küzdenek a kórházi fertőztések ellen.
Jótékonysági koncert a debreceni orvos gyógyulásáért
Jótékonysági koncert a debreceni orvos gyógyulásáért
Subecz Levente Sanghajban jelenleg kemoterápiát kap.
Szintet lépett a Debreceni Egyetem és a Teva együttműködése
Szintet lépett a Debreceni Egyetem és a Teva együttműködése
Átadták a Teva Green Zone közösségi teret.
Családbarát elismerést kapott a debreceni klinikai központ
Családbarát elismerést kapott a debreceni klinikai központ
Több részleg is megkapta a kitüntető címet.
Nemzetközivé válhat az Alumni Piknik
Nemzetközivé válhat az Alumni Piknik
Harmadszor találkoztak a Debreceni Egyetem egykori hallgatói és dolgozói.
A debreceni egyetemisták a Közel-Keleten is erősek
A debreceni egyetemisták a Közel-Keleten is erősek
Az egyetemi világbajnokságon tették le a névjegyüket.
Ebben a csapatban ciki, ha valaki nem egyetemista
Ebben a csapatban ciki, ha valaki nem egyetemista
A debreceniek vezetőedzőjével beszélgettünk a bajnoki rajt kapcsán.
Nézőcsúcsot hozott a yoUDay Debrecenben
Nézőcsúcsot hozott a yoUDay Debrecenben
Tíz év alatt a rendezvény nagy utat járt be – mondta Bács Zoltán rektor.
DE Műszaki Kar: 323 külföldi elsőéves
DE Műszaki Kar: 323 külföldi elsőéves
A sikeres egyetemi évek megalapozása érdekében Orientation Day-t rendeztek számukra.
Legjobb sportolóit díjazta a Debreceni Egyetem
Legjobb sportolóit díjazta a Debreceni Egyetem
Több mint 250 élsportoló hallgatót köszöntöttek a jubileumi yoUDay zártkörű nyitányán.
Hirdetés
Hirdetés
Kiemelt híreink
Fellépést sürgetnek a hajléktalanokkal szemben Debrecenben
A közgyűlésen ez volt a leghangsúlyosabb téma.
Négyszeresére drágulhat a Faraktár utcai lépcsőfelújítás
Talán szeptember végére elkészül a debreceni korszerűsítés.
Kotosmann Zoltán: túl lehetünk a csúcson
Mire számít a lakáspiacon? Mit épít a Váci-kollégium helyén? Miért néptelenedik el estére a belváros?
Polgár: új bicikliút, panorámaröntgen, EKG
Együttműködésből születtek fejlesztések – három település osztotta el egymás között a járásnak jutó forrást.
Ingatlanok, amelyeket Debrecen városa átadott
Közcélokat tartott szem előtt a város közgyűlése, amikor átengedte a használatot.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hajdú-Bihar
Korszerűsítenék a MODEM épületét
Egyebek mellett fényforrásokat cseréltetnének és javíttatnák az üvegtetőt is.
Elkészült Debrecen új levegőminőségi terve
A véderdők kiemelt figyelmet kapnak.
Motoros felvonulás lassítja a forgalmat Debrecenben
Néhány perces késéssel szmolnak a DKV-nál.
Debrecenben is alkotnak a pszichiátriai betegséggel élőkért
Az egyetem Élettudományi Központja ad otthon az eseménynek.
Egy kislányt megfojtó férfit ítéltek el Debrecenben
Szexuális kapcsolatot is folytatott vele.