{"id":2790,"date":"2010-04-29T22:23:59","date_gmt":"2010-04-29T19:23:59","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=2790"},"modified":"2011-08-08T23:20:36","modified_gmt":"2011-08-08T20:20:36","slug":"uue-plaatinaga-teel-odavamate-efektiivsemate-kuttekehade-poole","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=2790","title":{"rendered":"Uue plaatinaga teel odavamate, efektiivsemate k\u00fcttekehade poole"},"content":{"rendered":"

<\/p>\n

Teadlased Houstoni \u00dclikoolist ning Energeetikaministeeriumi SLAC Riikliku Kiirendi Laboratooriumist viisid plaatina uuele kujule, mida saaks tulevikus kasutada odavamate ja efektiivsemate k\u00fctuseelementide valmistamisel. 25 aprillil ajakirjas Nature Chemistry<\/em> ilmunud artiklis kirjeldatud protsess v\u00f5imaldaks\u00a0laialdasemat kasutust sellistele seadmetele mis toodavad vesiniku abil saastevaba energiat.<\/div>\n

<\/strong><\/p>\n

,,See on suur edusamm,” s\u00f5nas Anders Nilsson<\/strong>, teadlane Stanfordi Materjali- ja Energiateaduste Instituudis<\/strong>. ,,K\u00fctuseelemendid leiutati rohkem kui 100 aastat tagasi. Siiski pole nad j\u00f5udnud laialdaselt kasutatavate tehnoloogiateni, seda osalt plaatinaga seotud probleemide t\u00f5ttu.”<\/p>\n

\"\"<\/a>

Uurimuse l\u00e4bi viinud teadlased Stanfordi S\u00fcnkrotonkiirgusallika juures, vasakult: Hirohito Ogasawara, Anders Nilsson ja Mike Toney. Pilt: Kelen Tuttle<\/p><\/div>\n

K\u00fctuseelemendid on puhta energia suureks lootuseks kuna ainsaks k\u00f5rvalproduktiks on vesi. Praegused k\u00fctuseelementide disainid vajavad aga rohkem kui sadat grammi plaatinat, mis aga viib nende hinna tuhandete k\u00fcmnete tuhandete kroonideni. Muutes plaatina reageerimisv\u00f5imet suutsid teadlased v\u00e4hendada vajaminevat plaatina kogust 80 protsendi v\u00f5rra ning l\u00e4hiajal on neil plaanis seda veel 10 protsendi v\u00f5rra v\u00e4hendada. Seel\u00e4bi v\u00e4heneks k\u00fctuseelementide hind oluliselt.<\/p>\n

K\u00fctuseelemendid t\u00f6\u00f6tavad nii mitmelgi moel sarnaselt patareidega – anoodist tulevad elektronid ning katood p\u00fc\u00fcab need vooluringi teises otsas kinni. Kuid erinevalt patareidest kasutavad k\u00fctuseelemendid energiatootmisreaktsioonide saamiseks vesinikku ja hapnikku. Kui hapnik siseneb metallist katoodi l\u00f5hustatakse see \u00fcksikuteks aatomiteks, misj\u00e4rel see moodustab vee ning vesiniku.<\/p>\n

Katoodi valmistamise metalli valik on erakordselt oluline, sest kui m\u00f5ned metallid pole suutelised hapnikku l\u00f5hustama siis teised kipuvad liigselt hapnikuaatomitega \u00fchenduma, mist\u00f5ttu neid v\u00e4hem peareaktsioonini j\u00f5uab. Teadlased \u00fcritavad leida seda nn. tasakaalupunkti, kus hapnikusidemete l\u00f5hustamise arv on maksimaalne ning hapniku aatomid sidestuvad katal\u00fcsaatoriga v\u00e4himal m\u00e4\u00e4ral. Tasakaal saavutatigi plaatinat kasutades, mis on piisavalt tugev l\u00f5hustamaks hapniku aatomeid kuid ei sidestu nendega\u00a0liialt. Kahjuks see aga maksab just nii palju et plaatinast elektroodidega k\u00fctuseelemendid on lubamatult kallid.<\/p>\n

2005. aastal hakkas Houstoni \u00dclikooli<\/strong> teadlane Peter Strasser<\/strong> otsima v\u00f5imalusi plaatina probleemi lahendamiseks, kuid tehes seda muutes plaatinat paremini reageerivamaks.<\/p>\n

Selleks kasutasid Strasser ja kollegid sulamist teatud komponentide eemaldamise meetodit. Esmalt kobineerisid nad plaatinat vasega saades vask-plaatina sulami. Seej\u00e4rel eemaldati vask sulami pinnakihilt. Uurides nii saadud vask-plaatina sulami katal\u00fcsaatori sidestuvust avastati et see on palju reageerivam kui muidu.<\/p>\n

Saamaks teada selle p\u00f5hjust asetasid Strasser, Nilsson ning kolleegid Mike Toney<\/strong> ja Hirohito Ogasawara<\/strong> nii saadud n\u00e4idised Stanfordi S\u00fcnkrotonradiatsiooniallika<\/strong>(SSRL) erakordselt ereda r\u00f6ntgenkiire alla. Uurides pinnalt hajunud r\u00f6ntgenkiiri oli v\u00f5imalik koostada detailne kujutis metalli sisemisest struktuurist, millest selgus et suurenenud reageerivuse p\u00f5hjuseks oli v\u00f5repinge – n\u00e4htus, kus plaatina aatomite asetus on nihkes. Plaatina pinnaaatomeid kokku surudes sidestuvad plaatina aatomid veidi v\u00e4hem hapniku aatomitega ning on seet\u00f5ttu sammuke l\u00e4hemal sellele tasakaalupunktile molekulide dissotsiatsiooni ning katal\u00fc\u00fctilise sidustumise vahel.<\/p>\n

,,Kaugus kahe naaberaatomi vahel m\u00f5jutab nende elektroonilist struktuuri,” selgitas Strasser. ,,Muutes aatomitevahelisi kaugusi on v\u00f5imalik manipuleerida\u00a0tekkivate sidemete arvu.”<\/p>\n

J\u00e4rgnevalt tahavad teadlased kasutada SSRL kiiri et saada parem \u00fclevaade hapniku ja plaatina vahelistest reaktsioonidest ning teha kindlaks mida on v\u00f5imalik teha protsessi veelgi efektiivsemaks muutmiseks. \u00dclim eesm\u00e4rk on luua potentsiaalne asendus mitte ainult bensiinimootoritele vaid ka v\u00e4ikeelektroonikaseadmetes leiduvatele patareidele.<\/p>\n

Allikas:<\/strong> Artikkel lehel sciencedaily.com<\/a><\/p>\n

Teadusartikkel:<\/strong><\/p>\n

Peter Strasser, Shirlaine Koh, Toyli Anniyev, Jeff Greeley, Karren More, Chengfei Yu, Zengcai Liu, Sarp Kaya, Dennis Nordlund, Hirohito Ogasawara, Michael F. Toney, Anders Nilsson. Lattice-strain control of the activity in dealloyed core%u2013shell fuel cell catalysts<\/strong>. Nature Chemistry, 2010; DOI: 10.1038\/nchem.623<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Teadlased Houstoni \u00dclikoolist ning Energeetikaministeeriumi SLAC Riikliku Kiirendi Laboratooriumist viisid plaatina uuele kujule, mida saaks tulevikus kasutada odavamate ja efektiivsemate k\u00fctuseelementide valmistamisel. 25 aprillil ajakirjas Nature Chemistry ilmunud artiklis kirjeldatud protsess v\u00f5imaldaks\u00a0laialdasemat kasutust sellistele seadmetele mis toodavad vesiniku abil saastevaba energiat. ,,See on suur edusamm,” s\u00f5nas Anders Nilsson, teadlane Stanfordi Materjali- ja Energiateaduste Instituudis. ,,K\u00fctuseelemendid […]<\/p>\n","protected":false},"author":32,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[],"class_list":{"0":"post-2790","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","6":"category-teadusuudis","7":"entry","8":"has-post-thumbnail"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2790","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/32"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=2790"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2790\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=2790"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=2790"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=2790"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}