{"id":51010,"date":"2025-11-26T11:10:09","date_gmt":"2025-11-26T11:10:09","guid":{"rendered":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/51010\/"},"modified":"2025-11-26T11:10:09","modified_gmt":"2025-11-26T11:10:09","slug":"turba-sobivus-kutuseelementi-tuleneb-nanotasandi-struktuurist-tehnika","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/51010\/","title":{"rendered":"Turba sobivus k\u00fctuseelementi tuleneb nanotasandi struktuurist | Tehnika"},"content":{"rendered":"

Rahvusvaheline t\u00f6\u00f6r\u00fchm kaardistas<\/a> aatomtasandil, milline v\u00f5iks olla Eesti h\u00e4stilagunenud turbast valmistatud katal\u00fcsaatormaterjali sisestruktuur, et see suudaks k\u00fctuseelementides konkureerida kallite v\u00e4\u00e4rismetallidega, kirjutavad elektrokeemikud Rutha J\u00e4ger Tartu \u00dclikoolist ja Eneli H\u00e4rk Helmholtz-Zentrum Berlinist.<\/p>\n

K\u00fctuseelemendid on paljulubav tehnoloogia, mis v\u00f5imaldab muundada vesiniku ja hapniku keemilise energia otse elektrienergiaks. Protsessi suureks eeliseks on selle keskkonnas\u00f5bralikkus, sest ainsa j\u00e4\u00e4tmena tekib vett \u2013 seda kahjuks ainult ideaalsetes tingimustes. Reaalses elus kulgevad elektrokeemilised protsessid sageli mitmeastmeliselt. N\u00e4iteks hapniku reaktsioonil v\u00f5ib tekkida vahe\u00fchendina k\u00fctuseelemendi komponente kahjustav vesinikperoksiid.<\/p>\n

Rahvusvahelise teaduskoost\u00f6\u00f6 raames n\u00e4gime oma Eesti ja Saksa kolleegidega kurja vaeva, et v\u00e4lja selgitada, milline s\u00fcsinikmaterjalis olevate pooride kuju, suurus ning omavaheline kaugus annab parima reaktsioonitulemuse. \u00dclesanne meenutas Rubiku kuubiku kokkupanekut, kus \u00fcks liigutus v\u00f5ib viia lahenduseni v\u00f5i ajada kogu pildi sassi. Tegime uuringuid aatomtasandil, kasutades mitmeid tipptasemel uurimis- ja m\u00f5\u00f5tmismeetodeid.<\/p>\n

Meie uurimuse keskmes oli k\u00fcsimus: kuidas selgitada \u00fche raud-l\u00e4mmastik-s\u00fcsinik katal\u00fcsaatori erakordset aktiivsust ja selektiivsust v\u00f5rreldes teiste materjalidega? Vastus on oluline, sest katal\u00fcsaatoril on toimuvate reaktsioonide kiirendamisel k\u00fctuseelementides keskne roll.<\/p>\n

Teadlastel on ammu teada, et energia salvestamise v\u00f5i muundamise protsesse soodustab s\u00fcsinike poorne ja k\u00e4\u00e4nuline struktuur. N\u00e4iteks apteegis m\u00fc\u00fcdaval aktiivs\u00f6es on palju eri suurusega poore: v\u00e4ga v\u00e4ikeseid, alla kahe-nanomeetrise l\u00e4bim\u00f5\u00f5duga mikropoore kui ka suuri makropoore, mille l\u00e4bim\u00f5\u00f5t on \u00fcle 50 nanomeetri. Viimased toimivad sageli n-\u00f6 transpordikanalitena v\u00e4iksemate pooride juurde.\u00a0\u00a0\u00a0<\/p>\n

Muutes katal\u00fcsaatorite alusmaterjaliks oleva s\u00fcsiniku struktuuri ja modifitseerides selle pooride suurust ning pooride seina paksust, saame luua v\u00e4ga erinevate omadustega materjale. Selleks kasutasime Helmholtz-Zentrum Berlini ning Saksamaa Riikliku Metroloogiainstituudi (PTB) spetsialistidega (anomaalse) v\u00e4ikese nurga hajumise meetodit (ASAXS\/SAXS), mis t\u00f6\u00f6tab BESSY II kolmanda p\u00f5lvkonna s\u00fcnkrotronkiirguse allikal.<\/p>\n

Rahvusvahelisel meeskonnal \u00f5nnestus iseloomustada katal\u00fcsaatoreid detailselt mikropooridest makropoorideni, et m\u00f5ista silmale n\u00e4htamatut nanostruktuuri olemust ja selle t\u00e4htsust k\u00fctuseelementides.<\/p>\n

Rahvusvahelisel meeskonnal \u00f5nnestus iseloomustada katal\u00fcsaatoreid detailselt mikropooridest makropoorideni. Autor\/allikas: Erakogu<\/p>\n

Tsiteerides V\u00e4ikest Printsi “K\u00f5ige t\u00e4htsaim on silmale n\u00e4htamatu”, nii on ka meie raud-l\u00e4mmastik- s\u00fcsinik katal\u00fcsaatormaterjalidega. P\u00f5hjalik anal\u00fc\u00fcs n\u00e4itas, et katal\u00fcsaatori efektiivsus s\u00f5ltub just mikropoorides olevatest aktiivtsentrite k\u00e4ttesaadavusest ja pooride hierarhilisest struktuurist \u2013 eri suurusega pooride kombinatsioonist.<\/p>\n

Poorsed katal\u00fcsaatormaterjalid meenutavad oma tuhande pisikese tunneli ja k\u00e4\u00e4nakuga sipelgapesa, kus iga v\u00e4ike haru m\u00e4\u00e4rab reaktsiooni aktiivsuse ja muudab l\u00e4hteainete (vesiniku ja hapniku) ning saaduste (vee) molekulide transporti materjalis.<\/p>\n

Mikrolab\u00fcrint molekulidele<\/p>\n

P\u00f5neva leiuna selgus, et pooride seina v\u00e4hemalt kolme nanomeetri suurune kumerus toimib kui k\u00e4\u00e4nak sipelgapesas: need kumerad kanalid suunavad molekulid \u00f5igele liikumisteele, suurendades hapniku redutseerumisreaktsiooni aktiivsust, v\u00e4hendades vesinikperoksiidi teket ja parandades seega k\u00fctuseelemendi efektiivsust.<\/p>\n

Meie uurimus n\u00e4itab, kuidas rahvusvaheline koost\u00f6\u00f6, mis tugineb interdisiplinaarsele teadusp\u00f5hisele l\u00e4henemisele, aitab leida lahendusi globaalsetele probleemidele ja kujundada soodsat ning puhast energiatulevikku.\u00a0<\/p>\n

Teadsime varasemalt, kuidas taolised materjalid elektrokeemiliselt toimivad, kuid miks \u00fcks neist paremini t\u00f6\u00f6tab, j\u00e4i saladuseks. N\u00fc\u00fcd \u00f5nnestus l\u00f5puks p\u00f5hjus-tagaj\u00e4rg seos lahti murda ja n\u00e4idata, millised struktuurin\u00fcansid reaktsiooni tegelikult juhivad.\u00a0<\/p>\n

V\u00e4ikese nurga hajumise meetod annab meile justkui sipelgapesa plaani, samal ajal kui elektrokeemiline k\u00e4itumine n\u00e4itab, kuidas “sipelgad” ehk molekulid seal liiguvad. Kui kanalid ja k\u00e4\u00e4nakud on sobiva suuruse ja kujuga, kulgevad liikumine ja hapniku reaktsioon t\u00f5husamalt.<\/p>\n

Teekond turbarabast k\u00fctuseelemendini on teostatav. Tulemused viitavad, et t\u00e4pne arusaam sellest, millise sisearhitektuuriga raud-l\u00e4mmastik-s\u00fcsinik katal\u00fcsaatorid toimivad madalatemperatuursetes k\u00fctuseelementides, on leitud. Eesti h\u00e4stilagunenud turbast valmistatud raud-l\u00e4mmastik-s\u00fcsinik katal\u00fcsaatorid v\u00f5ivad peagi asendada kallid plaatina sisaldavad materjalid ja muuta puhta energia k\u00f5igile k\u00e4ttesaadavamaks.\u00a0<\/p>\n

Uuring ilmus ajakirjas ACS Nano<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Rahvusvaheline t\u00f6\u00f6r\u00fchm kaardistas aatomtasandil, milline v\u00f5iks olla Eesti h\u00e4stilagunenud turbast valmistatud katal\u00fcsaatormaterjali sisestruktuur, et see suudaks k\u00fctuseelementides konkureerida…\n","protected":false},"author":2,"featured_media":51011,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[14],"tags":[131,130,37,33,35,25911,25913,34,36,25910,25912,25914,42],"class_list":{"0":"post-51010","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-ari","8":"tag-ari","9":"tag-business","10":"tag-ee","11":"tag-eesti","12":"tag-eesti-keel","13":"tag-elektrokeemia","14":"tag-eneli-hark","15":"tag-estonia","16":"tag-estonian","17":"tag-katalusaator","18":"tag-kutuseelemendid","19":"tag-rutha-jager","20":"tag-turvas"},"share_on_mastodon":{"url":"https:\/\/pubeurope.com\/@ee\/115615696552273365","error":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/51010","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=51010"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/51010\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/wp-json\/wp\/v2\/media\/51011"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=51010"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=51010"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ee\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=51010"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}