See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus

Teadlased soovivad kütuseelementides kasutatava plaatina asendada mitteväärismetalliga


27.11.2020       Priit Tuvike

Tartu Ülikooli keemikute osalusega rahvusvaheline uuringumeeskond otsib võimalusi taskukohasemate ja töökindlamate kütuseelementide väljatöötamiseks.

Maailmas kasvab pidevalt nii riikide energiavajadus kui ka surve tegutseda otsustavalt kliimamuutuste pidurdamise nimel. Olukorra lahendust nähakse taastuvenergia järjest laiemas kasutuselevõtmises. Üks võimalus selleks on arendada edasi kütuseelemente, millel on oluline roll vesinikuenergeetikas. Kütuseelemendid võimaldavad toota elektrienergiat otse vesinikust suure kasuteguriga ja selle kõrvalsaadus on üksnes vesi.

Kütuseelement koosneb kahest elektroodist (katood ja anood) ning elektrolüüdist, mille eesmärk on tagada ioonjuhtivus elektroodide vahel (vt joonis). Hispaania, Prantsusmaa ja Eesti teadlaste septembris alanud ühisprojekti C-MOF.cell eesmärk on töötada välja funktsionaalseid materjale prootonvahetusmembraaniga kütuseelementide jaoks. See tehnoloogia pakub praegusel ajal huvi eelkõige autotööstusele. Suuremad lahendamist vajavad probleemid on aga tehnoloogia kõrge hind väärismetallkatalüsaatorite kasutamise tõttu; väike pikaajaline vastupidavus ja piiratud töötingimused (temperatuuri ja õhuniiskuse vahemik).

Uued materjalid kliimahoidlikuks energia muundamise tehnoloogiaks

Projekti eesmärk on jõuda nelja teadusrühma koostöös uute täiustatud materjalideni ja kasutada neid senisest suurema efektiivsusega prootonvahetusmembraaniga kütuseelementides. Peamine on sealjuures kütuseelemendis kasutatava plaatina asendamine mitteväärismetallidega. Iga teadusrühm keskendub oma töös kindlale kütuseelemendi osale. IMDEA energiainstituudi (Madrid, Hispaania) töörühm töötab välja hübriidsed elektrolüüdimaterjalid, La Laguna Ülikooli (Tenerife, Hispaania) ja Tartu Ülikooli teadlased valmistavad uudsed katoodimaterjalid, Charles Gerhardt Montpellier’ Instituudi (Montpellier, Prantsusmaa) töörühm paneb neist komponentidest kokku kütuseelemendi ja katsetab seda.

Teadlaste kõrval on projektiga seotud rahvusvahelised energeetika- ja autotööstuse ettevõtted, näiteks BMW, Skeleton Technologies, Empresarios Agrupados, Enagas, Naturgy ja Repsol.

Tegemist on Euroopa teadusruumi võrgustiku (ERA-NET) uudsete materjalide arendamise valdkonna projektiga „Uudsed materjalid elektroodide ja elektrolüütide komponentidele kütuseelementide tehnoloogia jaoks (M-ERA.Net)“, mis vältab 2023. aasta septembrini. Euroopa Liidu uurimistoetuste programmi M-ERA.Net eesmärk on edendada materjali- ja inseneriteadustega seotud Euroopa teadusprogrammide koostööd. Programmist toetatakse kõrgtehnoloogiliste materjalide arendamist. Neil materjalidel on suur valik praktilisi rakendusi, näiteks väikese süsinikdioksiidiheitega energiatehnoloogia arendamine ning energia- ja ressursitõhususe parandamine.

Lisateave:

Patricia Horcajada, projekti koordinaator, IMDEA energiainstituut (Instituto IMDEA Energía), patricia.horcajada@imdea.org

Kaido Tammeveski, projekti Eesti-poolse töörühma juht, kolloid- ja keskkonnakeemia dotsent, Tartu Ülikool, kaido.tammeveski@ut.ee