Pályázati felhívás: Magyar-koreai kutatás-fejlesztési együttműködési pályázat (2018-2.1.17-TÉT-KR)

Azonosító: 2018-2.1.17-TÉT-KR-2018-00003

Támogatás összege: 29 347 764 Ft

Futamidő: 2019. április 23 - 2021. április 22.

ELTE témavezető: Gubicza Jenő

A projekt rövid bemutatása: Napjaink egyik legfontosabb környezetvédelmi és energiapolitikai kihívása a klímaváltozás kezelése, mérséklése. A fosszilis energiaforrások használata közben felszabaduló gázok okozta üvegházhatás csökkentése érdekében világszerte egyre nagyobb szerepet kapnak az elektromos és hibrid járművek. Ezeknek az elterjedéséhez és hosszútávú működtetéséhez olyan akkumulátorok kifejlesztése szükséges, amelyeknek nagy az energiasűrűsége, és az élettartama is hosszú. Hordozható elektromos eszközeink (pl. okostelefon) fejlesztése és kényelmes használata szintén nagy kapacitású és tartós akkumulátorokat kíván.
Jelenleg az elektrokémiai energiatárolás leghatékonyabban lítiumion akkumulátorokkal történik, amelyek energiasűrűsége mintegy kétszerese a nikkel-metál-hidrid, és négyszerese a hagyományos ólom-savas akkumulátorokkal elérhető energiasűrűségnek. Mindazonáltal ez az energiasűrűség még sok hordozható elektronikai készülékhez és egyes elektromos járművekhez sem elegendő.
Célunk egy olyan új, nanopórusos rézelektróda kifejlesztése, amely nagymértékben növeli a már ismert lítiumion-akkumulátorok teljesítőképességét, lehetővé téve ezáltal a már piacon lévőkénél hosszabb élettartamú és nagyobb energiasűrűségű akkumulátor előállítását. A fejlesztés innovatív alapötlete, hogy az akkumulátor anódjának anyagát ónnal bevont nanopórusos réz habból készítjük. A habban lévő pórusok miatt növekszik a Li ionok felvételére és tárolására szolgáló aktív felület nagysága, illetve az akkumulátor töltése és kisütése során bekövetkező térfogatváltozást a pórusok felveszik, így az anód kevésbé roncsolódik a használat során.
A projekt során annak feltérképezését is tervezzük, hogy az előállítási paraméterektől hogyan függenek a nanopórusos rézhab morfológiai tulajdonságai, és melyik az az optimális szerkezet, ami a legjobb mechanikai/fizikai tulajdonságokat eredményezi. Ezen összefüggések feltárásával az adott feladatra optimalizált nanopórusos rézelektródák gyártása válik lehetővé. Tervezzük, hogy kutatásainkat kiterjesztjük más anyagú (pl. Ni) fémhabokra is.