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
További híreink
Kihirdették Hajdú-Bihar legjobb gimnáziumát
Kihirdették Hajdú-Bihar legjobb gimnáziumát
A legjobb tízbe már nem fért be debreceni intézmény.
Magyar Péter pert nyert Debrecenben
Magyar Péter pert nyert Debrecenben
Az egyik helyi médium is poloskázta.
Debreceni Egyetem: az ország legszélesebb kínálata
Debreceni Egyetem: az ország legszélesebb kínálata
Február 15-ig lehet jelentkezni a szeptemberben induló képzésekre.
Fejlesztenek a debreceni cukrászdában
Fejlesztenek a debreceni cukrászdában
Több mint 44 millió forintos innováció valósul meg.
Hangos segélykiáltás egy debreceni liftben
Hangos segélykiáltás egy debreceni liftben
Börtönbe megy az elkövető.
Melléképület égett Debrecenben
Melléképület égett Debrecenben
A Róka utcából érkezett a riasztás.
Meg akarta ölni az ügyészt? Debrecenben kiderülhet
Meg akarta ölni az ügyészt? Debrecenben kiderülhet
A fogvatartottat első fokon felmentették Nyíregyházán.
Ismét megrendezik a debreceni Deszka Fesztivált
Ismét megrendezik a debreceni Deszka Fesztivált
A kortárs magyar dráma egyik legfontosabb seregszemléje.
Traffipax kerülhet a debreceni Jánosi utcába
Traffipax kerülhet a debreceni Jánosi utcába
A lakók aláírásokat gyűjtöttek.
Fellebbezett az epreskerti láncfűrészes támadó
Fellebbezett az epreskerti láncfűrészes támadó
Most pont kerülhet a debreceni ügy végére.
Az év zeneszerzője Debrecenben tanít
Az év zeneszerzője Debrecenben tanít
Magyar alkotó első alkalommal részesült ebben a kitüntetésben.
A traumatológiai ambulanciáé az adventi győzelem
A traumatológiai ambulanciáé az adventi győzelem
Debrecenben különleges kezdeményezés indult útjára.
Hóhelyzet: méltányossági elbánásban részesülhetnek a hallgatók
Hóhelyzet: méltányossági elbánásban részesülhetnek a hallgatók
Akik az időjárási körülmények miatt nem tudnak időben megjelenni a vizsgájukon, nem kerülhetnek hátrányba.
A digitális térben elmagányosodnak a fiatalok
A digitális térben elmagányosodnak a fiatalok
Figyelemfelhívó eredményekre jutottak egy egészségszociológiai kutatás révén.
Szűrővizsgálatokkal is segített a DEKOM Domboson
Szűrővizsgálatokkal is segített a DEKOM Domboson
Többeket évek óta nem látott háziorvos.
Debreceni hajléktalanoknál járt a DEKOM
Debreceni hajléktalanoknál járt a DEKOM
Csokoládét gyűjtöttek egyetemisták.
Gyémánttá csiszolt sorsok: kuláklistától az életműdíjig
Gyémánttá csiszolt sorsok: kuláklistától az életműdíjig
Dr. Kántor Sándorné Dr. Varga Tündét megfosztották álmától, de végül a matematika és fizika ünnepelt doktora lett Debrecenben.
Új orvosigazgatót neveztek ki Debrecenben
Új orvosigazgatót neveztek ki Debrecenben
A nagy hagyományokra épülő, jeles elődök által vezetett szakmai műhely munkáját viheti tovább.
A debreceni modellt Berettyóújfaluban is bevezetik
A debreceni modellt Berettyóújfaluban is bevezetik
A korszerűsítés részeként új helyen alakítják ki az alapellátási ügyeletet.
De mi van az Nemzeti Oltóanyaggyárral?
De mi van az Nemzeti Oltóanyaggyárral?
Az influenzajárvány idején újra és újra felvetődik a debreceni vakcina-előállítás kérdése.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Tévés meccset vív Győrben a DVSC
Tévés meccset vív Győrben a DVSC
Három nap múlva ismét a Rába-parti városban lépnek pályára a debreceniek.
Elhunyt az ország nőfaló Gábor Gábora
Elhunyt az ország nőfaló Gábor Gábora
Koltai János 91 éves volt.
Kihirdették Hajdú-Bihar legjobb gimnáziumát
Kihirdették Hajdú-Bihar legjobb gimnáziumát
A legjobb tízbe már nem fért be debreceni intézmény.
Gazdaság
Több mint 7 millióból aszfaltoznak Bárándon
Eredményes lett a közbeszerzés.
Fejlesztenek a debreceni cukrászdában
Több mint 44 millió forintos innováció valósul meg.
NAV: sokan megfeledkeznek az adókedvezményekről
Több tízezren nem nyilatkoznak időben.
Megújult menedzsmenttel folytatja a SZINORG Csoport
A debreceni cégcsoport négy fő pillérre épít a jövőben.
Nyomozás indult egy italgyártó ellen
Nem mind narancslé, ami annak látszik, és amit úgy adnak el.
Támogatott tartalom
Össznépi disznótort rendez Berettyóújfalu
Össznépi disznótort rendez Berettyóújfalu
Lesz ott minden, mi szem-szájnak ingere.
Svetits: erős közösség, kiemelkedő eredmények
Svetits: erős közösség, kiemelkedő eredmények
Egy debreceni gimnázium, ahol a diák valóban számít.
Jörg Widmann újra Magyarországon
Jörg Widmann újra Magyarországon
Múlt, jelen, jövő – egy lélegzetre.
Új ügyvezető igazgató a Sensirion Hungary Kft. élén
Új ügyvezető igazgató a Sensirion Hungary Kft. élén
Folyamatosan várják több pozícióban a leendő szakembereket.