2015. aastast ilmuvad Novaatori uudised Eesti rahvusringhäälingu veebilehe teadusrubriigis ERR Novaator (novaator.err.ee).

Novaator - Millega asendada kütuseelementides plaatina?
24.04.2013 18:31

Millega asendada kütuseelementides plaatina?

Villu Päärt
Skype: villu.paart
villu.paart@ut.ee
Loe kommentaare (8)
Samal teemal (2)

Lahendus, mis võib muuta käegakatsutavamaks vesinikuautod.

Vesinikuautod kasutavad kütuseks vesinikku ja hapnikku ega eralda keskkonda mingeid heitgaase. Sinise suitsu asemel pritsib vesinikuauto väljalasketorust täiesti puhast vett.

Sellised autod võimaldaks lõpetada fossiilsete kütuste põletamise, aga tänini pole peale suurte plaanide ning mõne autonäitustel esitletud proovimudeli vesinikuautode tulek reaalsusele eriti lähemale jõudnud.

Takistusi on terve rida. Üks tõsisemaid on väärismetallid, täpsemalt plaatina. Vesinikuauto paneb sisepõlemismootori asemel liikuma kütuseelement ning selle ehitamiseks on tarvis plaatina.

Niigi väga kõrge hinnaga metalli hind tõuseks märgatavalt, kui maailma autotööstus seda massiliselt kütuseelementides kasutama hakkaks. Veelgi hullem, maakera plaatinavarudest kogu maailma autopargi vesinikuautode vastu vahetamiseks ei jätkuks. Kuid kütuseelemente võiks kasutada ka kodude elektri ja soojaga varustamiseks, ka sinna läheks plaatinat tarvis.

Üks lahendus

Ameerika ja  Eesti teadusfondi ühisel rahastamisel püüdsid teadlased Tartu ja Arizona ülikoolides ühiselt leida lahendust, kuidas ehitada kütuseelement, mis saaks hakkama sootuks ilma plaatinata.

Sarnaseid kütuseelemente kasutas USA kosmoseagentuur NASA nii Apollo Kuu-missioonidel kui ka mõne aasta eest lõpetatud kosmosesüstikute programmis. Kütuselement vajab vesinikku ja hapnikku ning toodab elektrit, soojust ja puhast vett. Teoorias on kütuseelemendi tõhusus kuni 85 % - neli korda kõrgem kui sisepõlemismootoril.

Tartu Ülikooli keskkonna- ja kolloidkeemia dotsendi Kaido Tammeveski sõnul puudutas kaheksaks teadusartikliks saanud koostöö ameeriklastega kütuseelemendi üht osa – katoodi.  Sellel toimub reduktsioonireaktsioon – hapnik ühineb vesinikuga ning selle tulemusel tekivad vesi, elekter ja soojus.

Lahendus, mida doktorant Ivar Kruusenberg Arizonas testimas käis, põhineb Jaapanis toodetud süsiniku nanotorukestel, väikestel süsinikustruktuuridel, millele sadestati lämmastikku ja rauda sisaldavat segu. Pärast sadestamist torukesi kuumutati ning lõpptulemusena saadi struktuur, kus lämmastik ja metall on omavahel seotud.

Ameeriklased on töö tulemuse juba liigitanud edulugude hulka ning nende pressiteade nimetab tulemust üheks edukaimaks kandidaadiks asendamaks kosmosesüstikutest tuntud kütuseelemente.

Tammeveski võtab hoogu maha: “Meil on praegu olemas viie ruutsentimeetri suurune aktiivne pind.”

“Mis võib-olla suudaks toota nii palju elektrit, et mudelautol pirnid põlema süüdata,” lisab Kruusenberg.

Tammeveski sõnul on siit edasi veel pikk tee minna, et jõuda millegi selliseni, mida saaks näiteks vesinikuautodes kasutusele võtta. “See võib võtta 5-10 aastat,” lisab ta.

Kuid plaatina pole vesinikuautode puhul ainus hetkel ületamist nõudev probleem. Vesinik on ülimalt plahvatusohtlik, kuidas seda autodes hoida nii, et need ei oleks sõitvad pommid, sellegi küsimuse lahendamisel on püütud appi võtta nanotehnoloogia.

Kui auto väljalasketorust tuleb ainult puhast vett, siis võib seegi Eesti oludes olla suur lisaprobleem, kui külmal ajal on tänavad täis autosid, mis teepinda veega niisutavad, tekitades liuvälju.

“See vesi on tegelikult ülipuhas, ka sel on väärtus, seda tasuks autos kokku koguda, “ märgib Kruusenberg.”

25.04.2013 18:11
x

Vale suund. Milleks kasutada ohtlikku ja muidu ebamugavat vesinikku kui on olemas palju energiarikkam ja mugavam süsivesinik. Maakeeles õli. Ka seda annab kütuselemendis kasutada.

Lisa kommentaar
27.04.2013 15:39
delirium tremens

Seda "õli" nimetatakse maakeeli vist naftaks...

Lisa kommentaar
27.04.2013 17:12
Juho

Vast on suurimaks takistuseks naftabojaaride ja teiste energiakriisi abil ülirikastuvate tegelaste vastuseis.

Lisa kommentaar
03.05.2013 07:25
THOR-00

eiei, see on ikka täpselt õige suund, vesinikku saab lihtsalt ka ise toota näiteks päikese energiaga. mis tähendab, et inimesed võiksid endale ise kütust toota samas siis tulevad need naftakunnid ja rikuvad kõik ära nagu aastaid tagasi usas juhtus kus üks autotootja üli head elektri autod müügile tõi aga need korjati vist aasta hiljem kokku ja hävitati. Nii, et teada kust see 5 - 10 aastat tuleb asi ei ole selles, et tehnoloogiat pole või midagi asi on ¤%

Lisa kommentaar
07.05.2013 13:18
Ahjaa

JA kuidas sa seda "süsivesinikku" paned siis fuel cellis elektrit tootma?

Lisa kommentaar
19.08.2013 12:01
x

Süsivesinik ehk õli ehk diislikütus töötab sobivas kütuseelemendis suurepäraselt. Kõigepealt lagundatakse ta kuumusega vesinikukus ja süsinikuks. Siis reageerib vesinik nagu vesinikelemendis veeks ja süsinik reageerib süsihappegaasiks andes veel täiendavalt elektrit. Ainult töötemperatuur on kõrgem ja elektroodid töötavad veel raskemates tingimustes kui puhast vesinikku tarbivas elemendis, selle pärast vastavad elemendid praegu veel kallimad (aga juba müüakse leavadele generaatoriteks). Kui juba uurida siis pigem neid. Lisaks on vesinikuelemendil jama et kui natukenegi süsinikku sisse satub siis rikub see kohe katalüsaatori ära (räägitakse katalüsaatori "mürgitamisest") ja süsinikku on päris raske täielikult välja filtreerida.

Lisa kommentaar
25.12.2015 10:07

Pour remplacer le platine dans les piles à combustible?

Lisa kommentaar
04.03.2016 14:10

thanks

Pour remplacer le platine dans les piles à combustible?

Lisa kommentaar

 

EUROFusion 17.12.2014 16:31

Tartu ülikooli füüsikud aitavad Päikese Maale tuua (11)

Füüsika instituut arendab tehnoloogiat, mis lubab jälgida tuumaasünteesireaktori seinte olukorda.

Azur Space Solar Power 24.04.2014 18:15

Moodne päikesepatarei saab 60-aastaseks (2)

25. aprillil 1954 demonstreerisid Belli uurimisinstituudi insenerid kuueprotsendilise kasuteguriga päikeseelementi.

11.04.2014 14:42

Kas päike on aastaks 2032 maa peale toodud? (4)

Piiramatu arvutivõimsus ja termotuumaenergia kasutuselevõtt oleksid võrreldavad muutusega, mille tõi inimkonnale kaasa internet. Aga kas meil õnnestub lahti muukida universumi olemuse üks põhiküsimusi?

13.02.2014 16:24

Termotuumasünteesi uuringud jõudsid uue teetähiseni (3)

USA füüsikud said termotuumareaktsioonist rohkem energiat kui kulus vesiniku süütamiseks.

18.11.2013 10:05

Elektron jääb ümmarguseks (2)

Supersümmeetria teooria vajab paremaid tõendeid.

23.09.2013 13:14

Mikrolained toidavad köögitehnikat (1)

Köögikaal ja munakeedukell saavad energiat mikrolaineahjust.

24.04.2013 18:31

Millega asendada kütuseelementides plaatina? (8)

Lahendus, mis võib muuta käegakatsutavamaks vesinikuautod.

08.02.2013 16:01

Uus vähiravim ergutab keha kaitsevõimet

Uudne raviviis mõjub ka ajukasvajatele.

21.12.2012 19:31

Miks võtab haavade paranemine aega? (5)

Füüsikaseadused määravad kudede taastumise kiiruse.

22.11.2012 11:30

Vetikad näppavad taimedelt energiat (3)

Tilluke rohevetikas suudab lagundada tselluloosi.

15.11.2012 17:34

Veider osake ei põrmusta standardmudelit (1)

Supersümmeetria ei ole kinnitust leidnud.

09.10.2012 10:51

Kas veekogude äärest tuttav taim tasuks kasvatamist energiakultuurina? (4)

Kui kasutamata põllumaadel hakata kasvatama taimi energiatootmise tarbeks, siis milline oleks kõige tasuvam?

21.08.2012 12:29

Kas lehetäid suudavad fotosünteesida? (3)

Päikese käes mõnulevad pisikesed putukad täiendavad oma energiavarusid.

09.05.2012 14:45

Päike tegutseb jälle

Päikese krooni pursked võivad Maal lähiajal tekitada mõõdukaid magnettorme.

16.04.2012 14:37

Nanoteadlased leidsid kaua otsitud osakese (1)

Majorana fermioni olemasolu lubab ehitada kvantarvuti.

12.04.2012 16:05

ITER toob Päikese Maa peale (3)

Lõuna-Prantsusmaal võtab hoogu katselise tuumasünteesireaktori ehitus.

Scanpix 14.04.2014 13:44

Aasta 2032: maailma tõsiseim mure on joogivesi (2)

Maakeral on puudus puhtast joogiveest. Inimene kujundab keskkonda jõuliselt enda käe järgi ümber. Eesti põlevkivitööstusel seisab ees hääbumine.

04.04.2014 18:05

Tilluke aku töötab sülje jõul

Väike bioaku toidab keha jälgivaid sensoreid.

08.01.2014 14:19

Külma sõja tuumakatsetuste saaste hõljub endiselt meie peade kohal

Atmosfääri ülakihtides leidub poole sajandi tagustel tuumakatsetustel tekkinud plutooniumi.

26.09.2013 13:33

Füüsikud liitsid valguskvandid molekulideks (1)

Kokku klammerdunud footonid käituvad "Tähesõdade" filmidest tuttava valgusmõõga kombel.

24.05.2013 12:27

Kas Tšornobõl rikkus meeste tervise? (13)

27 aastat hiljem elab rahuaja rängima tuumaõnnetuse vari inimestes edasi.

15.03.2013 13:41

Higgsi boson on tõesti leitud (5)

Suvel avastatud osakese omadused klapivad kauaotsitud Higgsi bosoniga, kinnitas Euroopa tuumauuringute keskus.

15.01.2013 16:51

Kvanttäpid püüavad päikeseenergiat (1)

Pooljuhtidest nanoosakesed muudavad päikesepatareid odavamaks.

27.11.2012 21:45

Lehtrikujuline patarei kogub tõhusalt päikeseenergiat

Massachusettsi tehnoloogiainstituudi teadlased andsid üliõhukesele metallikihile üllatavad omadused.

16.11.2012 15:32

Higgsi boson ei üllata (5)

Kauaotsitud osake käitub standardmudeli ennustuste kohaselt.

01.11.2012 14:55

Miks veetilgad kuumal pliidil ringi hüppavad? (1)

Ligi kolmsada aastat tagasi kirjeldatud nähtus pakub füüsikutele ikka veel uurimisainet.

12.09.2012 10:17

Tuul võiks katta inimkonna energiavajaduse (8)

Tuule abil saaks toota sellises koguses energiat, millest piisaks kogu inimkonna vajaduste katmiseks, näitasid USA Stanfordi ülikooli teadlased.

10.05.2012 13:32

Lahendus energiakriisile: tehislik puuleht? (3)

Taimelehele sarnanevad päikesepatareid võivad varsti minna tootmisse.

17.04.2012 14:59

Kuidas saab liivast klaas? (1)

Ainulaadne video näitab, kuidas kvartsliivast, soodast ja lubjast tekib sulaklaas.

13.04.2012 13:59

Miks oli üleeilne Sumatra maavärin nii võimas?

Äsjane Indoneesia maavärin üllatas teadlasi.

 
Küsi teadlaselt
Teatavasti vee ruumala paisub nii soojenemisel (aurustumisel) kui ka jäätumisel. Oletame, et on üks anum, mis on vett täis ja on purunematu. Mis hakkab juhtuma siis, kui sundida sellel veel jäätuda?
Jaak Kikas, Tartu ülikooli füüsika instituudi direktor :

See on huvitav küsimus, millele täpse kvantitatiivse vastuse andmine polegi nii lihtne. Üldiselt aga võiks vastata nii: kui paisumisvõimalus puudub,

Loe edasi!
Esita küsimus Kõik
Tartu Ülikool
Idee
Veider teadus