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
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
További híreink
Kötélen lógva érkezett a Mikulás a debreceni klinikára
Kötélen lógva érkezett a Mikulás a debreceni klinikára
Mosolyt csaltak a beteg gyerekek arcára.
Új helyre költözött a kondoroskerti népkonyha
Új helyre költözött a kondoroskerti népkonyha
Negyvenhárom Ételpont működik Debrecenben.
Hópihe és Marcipán a gyermekklinikán
Hópihe és Marcipán a gyermekklinikán
A DEKOM Mikulása Debrecenben.
Távhővezetéket javítanak a Nagyerdőn
Távhővezetéket javítanak a Nagyerdőn
Több épületben is szünetel majd a szolgáltatás.
Spanyolországban álltak helyt a debreceni egyetemisták
Spanyolországban álltak helyt a debreceni egyetemisták
Nemzetközi csapatokban kellett dolgozniuk.
Eladnák a DVSC egykori sporttelepét
Eladnák a DVSC egykori sporttelepét
Új lakóövezet jönne létre a debreceni rozsdaövezetben.
Felgyújtotta a szeretőjét Balmazújvároson
Felgyújtotta a szeretőjét Balmazújvároson
A Debreceni Törvényszék ítéletet hozhat.
Lezárnak egy kereszteződést a Tégláskertben
Lezárnak egy kereszteződést a Tégláskertben
A debreceni buszok is terelőútvonalon közlekednek.
Balesetveszély Józsán: megoldást vár a képviselő
Balesetveszély Józsán: megoldást vár a képviselő
A Mi hazánk debreceni politikusa az illetékesekhez fordult.
Szabadjára engedték a fantáziát Debrecenben
Szabadjára engedték a fantáziát Debrecenben
A hídtervezés egyik legfontosabb része a méretezés.
Hópihe és Marcipán a gyermekklinikán
Hópihe és Marcipán a gyermekklinikán
A DEKOM Mikulása Debrecenben.
Spanyolországban álltak helyt a debreceni egyetemisták
Spanyolországban álltak helyt a debreceni egyetemisták
Nemzetközi csapatokban kellett dolgozniuk.
Szabadjára engedték a fantáziát Debrecenben
Szabadjára engedték a fantáziát Debrecenben
A hídtervezés egyik legfontosabb része a méretezés.
Hétmilliós támogatás a Debreceni Gyermekklinikának
Hétmilliós támogatás a Debreceni Gyermekklinikának
A pénz több fejlesztéshez is hozzájárul.
A színháznak és az egyetemnek is jobb együtt
A színháznak és az egyetemnek is jobb együtt
Újabb intézményi szövetség Debrecenben.
Új röntgengépek a debreceni betegellátásban
Új röntgengépek a debreceni betegellátásban
Pontosabb, biztonságosabb műtéti beavatkozásokat tesznek lehetővé.
Kivágta a rezet a Kossuth diákja
Kivágta a rezet a Kossuth diákja
A debreceni középiskolás rangos nemzetközi versenyen remekelt.
Csúcskategóriás műszer a debreceni klinikán
Csúcskategóriás műszer a debreceni klinikán
Milliméteres pontossággal dolgozik.
Ünnepi fényekbe öltöznek az egyetemi campusok
Ünnepi fényekbe öltöznek az egyetemi campusok
A Debreceni Egyetem új kezdeményezését is megcsodálhatjuk.
Megnyitott a Debreceni Egyetem balatoni campusa
Megnyitott a Debreceni Egyetem balatoni campusa
Elkészült az épület egy részének felújítása.
Tehetséges debrecenieket díjaztak
Tehetséges debrecenieket díjaztak
Társadalmunk igazán értékes tagjai.
A Bethlen utcán is a legmodernebb géppel mérnek
A Bethlen utcán is a legmodernebb géppel mérnek
Két új csontsűrűség-vizsgáló berendezést adtak át Debrecenben.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Kötélen lógva érkezett a Mikulás a debreceni klinikára
Kötélen lógva érkezett a Mikulás a debreceni klinikára
Mosolyt csaltak a beteg gyerekek arcára.
Hirdetés
Hirdetés
Új helyre költözött a kondoroskerti népkonyha
Új helyre költözött a kondoroskerti népkonyha
Negyvenhárom Ételpont működik Debrecenben.
Hirdetés
Hirdetés
Kórházi fertőzések: aggasztó számokat közöltek
Kórházi fertőzések: aggasztó számokat közöltek
Van némi javulás, de a valódi áttörésre még várni kell.
Gazdaság
Kihívást jelent az online marketing?
Egy SEO ügynökség lehet a megoldás.
A munkáltatók fele béremelést tervez
Ez derül ki egy friss kutatásból.
Ennyivel emelkedik a minimálbér
Orbán Viktor bejelentette.
CATL: lesz második debreceni ütem
A munkaerőtoborzás nem könnyű, de azt mondják, tartanák magukat ahhoz, hogy a dolgozóik kétharmada magyar legyen.
Ha nincs adótartozása, lehet „komája”
Jelentősen meggyorsíthatja az ügyintézést.
Támogatott tartalom
Szárítógépek és panelélet
Szárítógépek és panelélet
Így oldható meg a teregetés erkély nélkül is.
Ünnepi jókívánságok a Gulyás Tüzéptől
Ünnepi jókívánságok a Gulyás Tüzéptől
2026-ban is várja Önöket a Gulyás Tüzép csapata!
Megújult a bárándi úthálózat
Megújult a bárándi úthálózat
Modern, biztonságos utak szolgálják immár a lakosságot.
Kitüntettek két debreceni kémiatanárnőt
Kitüntettek két debreceni kémiatanárnőt
A jövő kutatóinak mesterei: átadták a 2025. évi Magyar Kémiaoktatásért Díjakat.