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
Hirdetés
További híreink
Kigyulladt egy Debrecenből indult vonat
Kigyulladt egy Debrecenből indult vonat
A motortér kapott lángra.
Baleset a debreceni csúcsforgalomban
Baleset a debreceni csúcsforgalomban
Forgalmas kereszteződésnél történt az ütközés.
Sámsoni út: kártalanítási perben ítélkeztek
Sámsoni út: kártalanítási perben ítélkeztek
A Sámsoni úti italkereskedés tulajdonosainak nem volt okuk örömre.
Kósa Lajosék egy új keresztnévről döntöttek
Kósa Lajosék egy új keresztnévről döntöttek
A debreceni politikus beszámolt a fejleményekről.
Ne csak álmodozz, válj mérnökké Debrecenben!
Ne csak álmodozz, válj mérnökké Debrecenben!
A Műszaki Karon végzett mérnököket versenyképes fizetéssel várják a vállalatok.
Új kezekbe kerülne a debreceni Freedom
Új kezekbe kerülne a debreceni Freedom
A baptisták visszaadnák az épületet.
Bővítenék a Pósa utcai fogászatot
Bővítenék a Pósa utcai fogászatot
A Debreceni Egyetem adná a pénzt.
Új korszak kezdődik a debreceni klinikán
Új korszak kezdődik a debreceni klinikán
Bevezették a digitális EKG alkalmazását.
Karbantartás a forgalmas debreceni csomópontban
Karbantartás a forgalmas debreceni csomópontban
Nem üzemelnek majd a jelzőlámpák.
Egymilliárd forintos projektbe kezd az egyetem
Egymilliárd forintos projektbe kezd az egyetem
Épülhet a műszaki bázis Debrecenben.
Elhunyt a Kossuth-díjas festőművész
Elhunyt a Kossuth-díjas festőművész
Művészeti tanulmányait Debrecenben kezdte.
Ne csak álmodozz, válj mérnökké Debrecenben!
Ne csak álmodozz, válj mérnökké Debrecenben!
A Műszaki Karon végzett mérnököket versenyképes fizetéssel várják a vállalatok.
Bővítenék a Pósa utcai fogászatot
Bővítenék a Pósa utcai fogászatot
A Debreceni Egyetem adná a pénzt.
Új korszak kezdődik a debreceni klinikán
Új korszak kezdődik a debreceni klinikán
Bevezették a digitális EKG alkalmazását.
Egymilliárd forintos projektbe kezd az egyetem
Egymilliárd forintos projektbe kezd az egyetem
Épülhet a műszaki bázis Debrecenben.
Debrecen és Hong Kong kapcsolatba lép
Debrecen és Hong Kong kapcsolatba lép
Új nemzetközi együttműködés körvonalazódik.
Debrecen Maraton: az elsőre készül a város
Debrecen Maraton: az elsőre készül a város
Már eddig is sokan neveztek a versenyre.
A jövő akkumulátorát fejlesztik Debrecenben
A jövő akkumulátorát fejlesztik Debrecenben
Ez lehet a jövő egyik ígéretes energiatároló megoldása.
Újabb egyetemi agrárberuházás Újfehértón
Újabb egyetemi agrárberuházás Újfehértón
Az újraindítás után alkoholos és alkoholmentes italokat állítanak majd elő.
Nemzetközi szintű sportszakemberképzés Debrecenben
Nemzetközi szintű sportszakemberképzés Debrecenben
Mellé egyedülálló infrastruktúra is társul.
Válasszon életre szóló hivatást Hajdúböszörményben!
Válasszon életre szóló hivatást Hajdúböszörményben!
A Debreceni Egyetem várja a továbbtanulókat.
DE: ezzel a diplomával garantált a jó állás
DE: ezzel a diplomával garantált a jó állás
Debrecenben már figyelembe veszik a BMW és a beszállítói igényeit.
A zenei képzés a Debreceni Egyetem egyik erőssége
A zenei képzés a Debreceni Egyetem egyik erőssége
Ahol a tehetség nem csupán lehetőség.
Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés
Hűvös otthon a nyári kánikulában
Hűvös otthon a nyári kánikulában
Okos árnyékolás, szellőztetés és tudatos hűtési megoldások otthonra.
Hirdetés
Hirdetés
Izmaid támogatása a rohanó hétköznapokban
Izmaid támogatása a rohanó hétköznapokban
Egyszerű szokások az aktívabb, kiegyensúlyozott mindennapokért.
Hirdetés
Hirdetés
Gyerekeket rabolt ki Hajdúböszörményben
Gyerekeket rabolt ki Hajdúböszörményben
Hosszú évekre börtönbe mehet.
Hirdetés
Hirdetés
Kigyulladt egy Debrecenből indult vonat
Kigyulladt egy Debrecenből indult vonat
A motortér kapott lángra.
Gazdaság
Orosz gáz helyett amerikai LNG-vel melegedhetünk
Sem az EU, sem a régió nem bővelkedik energiaforrásokban - így a MOL-vezér.
Csődbe ment Európa vezető szállodaüzemeltetője
Különösen a bérköltségek és a minimálbérek jelentős növekedése okozott problémát.
Egymilliárd forintos projektbe kezd az egyetem
Épülhet a műszaki bázis Debrecenben.
Idősotthonná alakulhat át egy pazar debreceni birtok
Az útépítés terhét is vállalnák a baptisták.
KSH: a nettó átlagkereset 525 900 forint
A reálkereset 6,2 százalékkal múlta felül novemberben az egy évvel korábbit – írták.
Támogatott tartalom
Pályázatot hirdet az Aquaticum Debrecen Kft.
Pályázatot hirdet az Aquaticum Debrecen Kft.
A mechanikus karbantartó műhelyt kell felszerelni.
Év eleji gyógyulás Hajdúszoboszlón
Év eleji gyógyulás Hajdúszoboszlón
Kedvezmények várják a törzsvendégeket a Hungarospa Gyógyfürdőben.
Fejlesztenek a debreceni cukrászdában
Fejlesztenek a debreceni cukrászdában
Több mint 44 millió forintos innováció valósul meg.
Össznépi disznótort rendez Berettyóújfalu
Össznépi disznótort rendez Berettyóújfalu
Lesz ott minden, mi szem-szájnak ingere.