Teksti
Video
Pelit ja leikit
Kilpailu
Äänitallenne
Tehtävä
Tietokirjallisuus
Opettajan ohje

Unohtunut salasana?

 

Oppimistavoite

{{learningObjectiv.description}}

Tehtävä on nyt palautettu

{{assignment.Index}} {{assignment.Type}}

Kommentti

Tehtävät

{{assignment.Comment}}

Mene tehtäviin
print

Vetyenergiasta

OmbrintenergiII.png

 

Öljylle ja hiilelle etsitään intensiivisesti vaihtoehtoisia energialähteitä. Sekä tuuliturbiinit että aurinkopaneelit tuottavat sähköä ja ovat hyviä vaihtoehtoisia energialähteitä. Yksi ongelmista on kuitenkin, että sähkön varastointi on vaikeaa. Tunnemme kaikki akut, mutta ne ovat suuria ja raskaita – ja niitä on ladattava ja vaihdettava.


Vaihtoehto fossiiliselle polttoaineelle


Vety on alkuaine ja kaasulaji, joka koostuu vain yhdestä protonista ja yhdestä elektronista. Luonnossa sitä esiintyy kuitenkin aina parina, jossa kaksi vetyatomia on sitoutuneena yhteen. Se tekee vedystä maailman pienimmän molekyylin – tunnemme sen kemiallisesta kaavasta H2. H vastaa hydrogeeniä, joksi vetyä myös kutsutaan.


Vety on myös maailmankaikkeuden yleisin alkuaine, ja auringossa vety heliumiksi (He) – alkuaineeksi numero 2 – muodostumalla luovuttaa suuria määriä energiaa, jonka joka päivä otamme sieltä vastaan. Molekyylimuodossaan, jossa kaksi vetyatomia on sitoutunut yhteen, vetyä voidaan kuitenkin käyttää energian luomiseen ns. polttokennossa. Prosessissa tuotetaan sekä lämpöä että sähköä, mutta siitä ei erotu mitään saastuttavia aineita. Ainoa prosessista syntyvä on nimittäin vesi – ja tämä tekee mielenkiintoiseksi tutkia, miten vetyä voidaan käyttää energialähteenä tulevaisuudessa.


Mistä vety tulee?


H2:ta ei ole suuria määriä maapallolla, ja meidän on siksi valmistettava sitä. Suuria määriä vetyä on vedessä, joka koostuu kahdesta vetyatomista ja yhdestä happiatomista – hydrogeniumista ja oxygeniumista – mistä tulee sen kemiallinen kaava H2O. Vesimolekyylien jakaminen tai halkaiseminen itsenäisiksi vety- ja happiatomeiksi tehdään elektrolyysillä. Yksinkertaistettuna voidaan sanoa, että siinä veteen laitetaan sähköä.


Kun sähköä yhdistetään nesteeseen, katodi vetää puoleensa nesteen positiivisia ioneita, kun taas anodi vetää puoleensa nesteen negatiivisia ioneita. Vesimolekyylit muuttuvat H+- ja OH--ioneiksi. Katodissa kaksi H+-ionia ottavat kumpikin yhden elektronin ja muodostavat H2-kaasua eli vetyä. Anodissa neljä OH—ionia yhdistyvät ja vapauttavat O2-kaasua (happea), vettä ja neljä elektronia. Tällä tavalla happi ja vety vapautuvat ja kuplivat kohti pintaa, mistä ne voidaan koota. Tämä prosessin ongelmana on kuitenkin se, että siihen on käytettävä energiaa. Mutta ehkä se on hyvä tapaa varastoida energiaa. Niinä kertoina, jolloin tuulee paljon tai aurinko paistaa, tuuliturbiinit ja aurinkopaneelit tuottavat nimittäin enemmän energiaa kuin voimme käyttää juuri silloin.


Toinen vetyenergian haaste on myös se, että se on puhtaassa muodossa ollessaan erittäin syttyvää. Siksi pienimmätkin vuodot suurista vetysäiliöiistä muodostavat räjähdysvaaran.

Kirjaudu sisään lukemaan lisää

Tehtävät

  • Monivalintatehtävä

  • Teematehtävät

    • 1Teematehtävät

       

      Etsi jaksollisesta taulukosta kaikki alkuaineet, jotka alkavat H-kirjaimella. Valitse yksi niistä ja kerro siitä tarkemmin. Esimerkiksi kuka sen löysi, monestako protonista, neutronista ja elektronista se koostuu. Piirrä siitä kuva ja kerro hieman siitä, mihin sitä voi käyttää. Käytetäänkö alkuainetta johonkin, minkä tunnet?

    • 2Teematehtävät

       

      Selitä, miten elektrolyysi toimii, ja kerro, miten menetelmää voidaan käyttää energian varastointiin esimerkiksi tuuliturbiineista.

  • Ystäväluokat

    • 1Ystäväluokat

       

      Ota kuva lähimmästä lammesta, järvestä, joesta… ja selitä ystävyysluokallenne, miksi tämä kuva voi havainnollistaa tulevaisuuden energiatarjontaa.