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.

További híreink
Új tér születik az Attila téri templom körül
Új tér születik az Attila téri templom körül
Ismét bepillantottunk a debreceni főszékesegyházba. +Fotók
Változás egy debreceni buszjárat közlekedésében
Változás egy debreceni buszjárat közlekedésében
A tanítási rend módosításához igazítják a menetrendet.
Nézd meg, mit álmodnak Debrecenben a villamosok!
Nézd meg, mit álmodnak Debrecenben a villamosok!
Múzeumok éjszakája a remízben – a program nosztalgiajegy váltása mellett vehető igénybe.
A Debreceni Egyetem a vízmegtartásért küzdene
A Debreceni Egyetem a vízmegtartásért küzdene
A 24. órában járunk – jelentette ki az államtitkár.
Debrecen: mérgező gáz a levegőben
Debrecen: mérgező gáz a levegőben
A Faraktár utcába riasztották a tűzoltókat.
Újra ígéretet tett a józsaiaknak a polgármester
Újra ígéretet tett a józsaiaknak a polgármester
Ha a többség lezáratná az utcáját a nem kívánt forgalom miatt, akkor a debreceni városvezetés enged.
A szeretetnek nincs mérőszáma
A szeretetnek nincs mérőszáma
Egyetemista önkéntesek visznek mosolyt a debreceni kórházba.
Bács Zoltán: sokat elértünk, de van még hova fejlődni
Bács Zoltán: sokat elértünk, de van még hova fejlődni
A Debreceni Egyetem nemzetközi elismertségre törekszik - mondta az új rektor.
A Debreceni Egyetem a vízmegtartásért küzdene
A Debreceni Egyetem a vízmegtartásért küzdene
A 24. órában járunk – jelentette ki az államtitkár.
Bács Zoltán: sokat elértünk, de van még hova fejlődni
Bács Zoltán: sokat elértünk, de van még hova fejlődni
A Debreceni Egyetem nemzetközi elismertségre törekszik - mondta az új rektor.
Kismamák kaptak választ mindenre Debrecenben
Kismamák kaptak választ mindenre Debrecenben
Az érdeklődők a klinika munkatársainak vezetésével járták be az intézményt.
Pedagógusokat díjaztak a Debreceni Egyetemen
Pedagógusokat díjaztak a Debreceni Egyetemen
A világ gyorsan változik, de van, ami elengedhetetlen.
Világszínvonalú produkciók a debreceni színpadon
Világszínvonalú produkciók a debreceni színpadon
Záróvizsga-koncerttel fejezte be tanulmányait az egyetem kortárs könnyűzene alapképzési szak első végzős évfolyama.
Világbajnoki címet nyert a debreceni hallgató
Világbajnoki címet nyert a debreceni hallgató
Népes és erős mezőnyben végzett az élen.
Félelmeikre is választ kaptak a debreceni nyílt napon
Félelmeikre is választ kaptak a debreceni nyílt napon
Zsúfolásig megtelt a szülészeti klinika tanterme.
Már a jövő tanévtől elérhető lesz az Erasmus+
Már a jövő tanévtől elérhető lesz az Erasmus+
A Nemzeti Ifjúsági Tanács üdvözölte a döntést.
Hirdetés
Hirdetés
Új tér születik az Attila téri templom körül
Új tér születik az Attila téri templom körül
Ismét bepillantottunk a debreceni főszékesegyházba. +Fotók
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Magyar Péter üzent a Master Good vezetőjének
Magyar Péter üzent a Master Good vezetőjének
Cél, hogy megérje a magyar embereknek hazai cégeknél dolgozni.
Zápor, zivatar vár a hajdú-bihariakra
Zápor, zivatar vár a hajdú-bihariakra
Gomolyfelhős napok következnek.
Változás egy debreceni buszjárat közlekedésében
Változás egy debreceni buszjárat közlekedésében
A tanítási rend módosításához igazítják a menetrendet.
Gazdaság
Magyar: 7 százalék is lehet költségvetési hiány
A pénzszórások leállítása jelentősen javíthatja a helyzetet - mondta.
Júliustól többe kerülnek a temus rendeléseink
A vámot nem csomagonként, hanem az egy csomagban található termékkategóriák után kell megfizetni.
Százhetvenezer autós még nem fizetett
Nem érdemes halogatni az ügyintézést.
Fizetésemelés: Debrecenben is demonstráltak
Sztrájkot is kilátásba helyeztek.
Támogatott tartalom
Nézd meg, mit álmodnak Debrecenben a villamosok!
Nézd meg, mit álmodnak Debrecenben a villamosok!
Múzeumok éjszakája a remízben – a program nosztalgiajegy váltása mellett vehető igénybe.
SzinTér Fesztivál: a művészet életre kel Hajdúszoboszlón
SzinTér Fesztivál: a művészet életre kel Hajdúszoboszlón
Egésznapos élmények a Szent István parkban.
Amikor Hajdúböszörményre figyel az ország
Amikor Hajdúböszörményre figyel az ország
A mezővárosban 26 éves hagyományt ápolnak.
Google hirdetés vagy SEO?
Google hirdetés vagy SEO?
Melyikre van inkább szüksége egy vállalkozásnak?