A megújuló energia hasznosíthatóságát, annak tárolási lehetőségeit hosszú ideje kutatják a DE alkalmazott kémiai tanszékének munkatársai.
A mai lítium-akkumulátoroknál behatárolja a további fejlődést, hogy kapacitásuk korlátozott, újrahasznosíthatóságuk körülményes. Utóbbi miatt pedig nehéz beilleszteni a körforgásos gazdaságba, ami a hosszú távú gazdasági és környezetvédelmi célokat mindenképp korlátozza.
Számos kutatás zajlik a lítiumalapú rendszerek ezen nehézségeinek megoldására, illetve a lítium más fémekkel történő kiváltására. „Ilyen például a mi fejlesztésünk, amely cinkanódot alkalmaz. A cink-levegő akkumulátorok ennek is egy különleges válfajai, hiszen amellett, hogy cink az anódunk, a katódfolyamatnál a levegőből nyerünk oxigént” – közölte Nagy Tibor, a kutatást végző tanszék docense. A rendszer másik előnye, hogy nagy elméleti kapacitással rendelkezik, mindezek alapján ez a lítiumalapú akkumulátorok egyik legígéretesebb alternatívája – jelezte a szakember.
A részletekről elmondta: nemcsak egy fél cellát vizsgáltak, amit gyakran tesznek kutatások során, hanem összeraktak egy teljes cink-levegő rendszert, ami már önmagában is alkalmazható akkumulátornak. Így készítették el a prototípusukat, ami használható az elektromos energia tárolására.
A rendszer különlegessége, hogy egyszerűen egy cinkanódot és aktív szénkatódot alkalmaztak, mindkettő nagyon olcsó. További előnye, hogy nem használtak katalizátort, ezáltal a prototípusban nincs nehézfém. Az energiatárolás a katód-oldalon a levegőből kinyert oxigén segítségével valósul meg – magyarázta Nagy Tibor.
Hozzátette: 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. A rendszer könnyen előállítható és újrahasznosítható, egyszerű, olcsó, és nincs benne problémás elem.
A prototípus elkészült, most a léptéknövelés fázisában arra koncentrálnak, hogyan lehet a teljesítményét úgy növelni, hogy a pozitív tulajdonságokat megtartsák. Elsősorban a kapacitás növelésén dolgoznak, de a cellák összekapcsolását is elvégezték, hogy növeljék a kimenő feszültséget.
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.
Fotó forrása: Debreceni Egyetem
