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
Varga Zoltán: „Civilekbe akarják fojtani a szót”
Varga Zoltán: „Civilekbe akarják fojtani a szót”
A debreceni DK-s felszólítja a Fideszt.
Debrecent is belekeverték a piszkos ügybe
Debrecent is belekeverték a piszkos ügybe
Valószínűsíthető, hogy a gyanúsítottak több hasonló bűncselekményt követtek el.
Hajléktalanoktól bűzlik az István út
Hajléktalanoktól bűzlik az István út
A környékbeliek már mindenhová fordultak Debrecenben, de semmi sem változik.
Rangos elismerés a fiatal debreceni kutatónak
Rangos elismerés a fiatal debreceni kutatónak
Fejlesztése hozzájárulhat a környezeti károsodások pontosabb feltérképezéséhez.
Bűz Debrecenben: vizsgálatot indított a kormányhivatal
Bűz Debrecenben: vizsgálatot indított a kormányhivatal
A gyógyszergyár sajnálatát fejezte ki.
Gyilkosság miatt köröznek egy nőt
Gyilkosság miatt köröznek egy nőt
Elfogatóparancsot adott ki a Debreceni Törvényszék.
Debreceni mentor a Richter díjazottjai között
Debreceni mentor a Richter díjazottjai között
Különdíjjal ismerték el a munkáját.
Élőben közvetítették a debreceni szívműtéteket
Élőben közvetítették a debreceni szívműtéteket
Nagyváradon rendeztek konferenciát.
Megnyílt a jégpálya Debrecen főterén
Megnyílt a jégpálya Debrecen főterén
Jégbisztró is várja a korcsolyázókat.
A szomszéd érte tetten a debreceni besurranót
A szomszéd érte tetten a debreceni besurranót
Hamar el is fogták az elkövetőt.
Két debreceni baleset 100 méteren belül
Két debreceni baleset 100 méteren belül
A város tűzoltói vonultak a helyszínre.
Rangos elismerés a fiatal debreceni kutatónak
Rangos elismerés a fiatal debreceni kutatónak
Fejlesztése hozzájárulhat a környezeti károsodások pontosabb feltérképezéséhez.
Élőben közvetítették a debreceni szívműtéteket
Élőben közvetítették a debreceni szívműtéteket
Nagyváradon rendeztek konferenciát.
Hajdúböszörményé az országos dicsőség
Hajdúböszörményé az országos dicsőség
A Debreceni Egyetem egyik hallgatóját is elismerték.
Rangos díjat kapott a debreceni oktató
Rangos díjat kapott a debreceni oktató
Fazekas Attila munkáját Kalmár-díjjal ismerték el.
Újabb rangsorban debütált a Debreceni Egyetem
Újabb rangsorban debütált a Debreceni Egyetem
Tíz hazai felsőoktatási intézményt vizsgáltak.
Új szupergép a debreceni egészségügy szolgálatában
Új szupergép a debreceni egészségügy szolgálatában
A várólisták csökkennek – hangzott el.
Rangos díjat kapott a debreceni professzor
Rangos díjat kapott a debreceni professzor
Amerikában vette át az elismerést.
Miniszteri elismerés két debreceni orvosnak
Miniszteri elismerés két debreceni orvosnak
Verebné Takács Lili és Takács István átvették az okleveleket.
Hármas ikrek a Debreceni Egyetemen
Hármas ikrek a Debreceni Egyetemen
Más-más szakot választottak.
Rekordszámú külföldi hallgató Debrecenben
Rekordszámú külföldi hallgató Debrecenben
Csaknem 7800-an tanulnak az egyetemen.
Új professzorok a Debreceni Egyetemen
Új professzorok a Debreceni Egyetemen
Tizenketten kaptak egyetemi tanári kinevezést.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Varga Zoltán: „Civilekbe akarják fojtani a szót”
Varga Zoltán: „Civilekbe akarják fojtani a szót”
A debreceni DK-s felszólítja a Fideszt.
Hirdetés
Hirdetés
Darts-vb: angollal kezd az egyetlen magyar
Darts-vb: angollal kezd az egyetlen magyar
Tizenhét év után lesz ismét magyar induló a sportág legrangosabb eseményén
Hirdetés
Hirdetés
Megérkezett az ibrányi óriásfenyő Budapestre
Megérkezett az ibrányi óriásfenyő Budapestre
Teljes díszben november 30-tól tekinthető meg.
Gazdaság
Black Friday: ezekre érdemes figyelni
A hatóságok is ellenőrzik az akciókat.
A DK lezárná a devizahiteles válságot
Törvényjavaslattal készülnek.
P+R Debrecenben: nem csodafegyver?
A déli városrészben épülhet meg az első – a DERKE nincs elájulva a tervtől.
Lemondott a Magyar Nemzeti Bank alelnöke
Virág Barnabás tudására és tapasztalatára azonban továbbra is számítanak.
A halastavakra is kiterjedő tervezés a Hortobágyon
Van, ahová vizet kell juttatni, máshol a tómeder követel helyreállítást.
Amerikai érdeklődés Debrecen iránt
Ezren folyamodtak Otthon Start lakáshitelhez a vármegyéből, hangzott el a városi közgyűlésen.
Támogatott tartalom
Debrecenben a Verbier Fesztivál tehetséginkubátorának fiataljai
Debrecenben a Verbier Fesztivál tehetséginkubátorának fiataljai
A debreceni hangverseny műsora Beethoven pályájának három különböző arcát villantja fel.
Angyali est a női energiák jegyében
Angyali est a női energiák jegyében
Jótékonysági vacsoraest a Hajdúszoboszlói Nőegylet szervezésében.
Leslie Mandoki volt a 24. Hifi Show díszvendége
Leslie Mandoki volt a 24. Hifi Show díszvendége
A zene, a kultúra és a béke nagykövete ismét Budapesten.
Hirdetés
Hirdetés