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

Vetyenergia kuljetukseen

brinttiltransport.jpg

 

Vetyä voidaan käyttää polttoaineena esimerkiksi autoissa. Vetyauto on sähköauto, joka tuottaa polttokennojen avulla sähköä auton sähkömoottorille. Vetyautot voivat tänään ajaa akuilla pitemmälle kuin sähköautot, ja on selvästi helpompaa tankata vetyä autoon kuin odottaa, että auton akut latautuvat. Vetyautot voivat tällä hetkellä ajaa 500 kilometriä yhdellä tankkauksella, ja tankkaus vie vain kolme minuuttia.


Vedyn haasteet kuljetuksessa


Tällä hetkellä on vähän harvoja paikkoja, joissa voi tankata vetyä autoonsa, ja tämä on yksi suurista ongelmista vedyn käyttöönotossa. Auto ei ole paljonkaan arvoinen, jos sillä ei voi ajaa, minne haluaa, kun ei voi täyttää tankkia uudelleen.


Vety täyttää myös enemmän kuin perinteinen bensiini ja diesel, ja sitä on siksi säilytettävä erittäin korkeapaineisissa säiliöissä, jotta se voidaan puristaa kasaan ja pienempään tilaan. Tämä vaatii paljon energiaa ja tekee auton rakenteesta raskaan. Hyvää vetyenergiassa kuitenkin on, ettei se saastuta. Monet suuret autonvalmistajat ovat siksi jo useita vuosia esitelleet ratkaisujaan automessuilla eri puolilla maailmaa. Tarvitaan siis halvempi ratkaisu vedyn säilyttämiseen, jotta sitä voidaan tankata autoihin – ja jotta hinnat laskisivat. Vetyauto maksaa tällä hetkellä yli 130 000 euroa. Toinen haaste on se, että vetyautojen rakentamiseen käytetään nyt suuria määriä kallista alkuainetta, platinaa. Tutkijat ovat kuitenkin löytämässä ratkaisun tähän haasteeseen.
Vetyä aletaan siksi yhä enemmän tarkastella yhtenä lupaavana vastauksena tulevaisuuden kuljetustarpeisiin.


Polttokennot


Huomion keskipisteen vedyn käytössä lämpöön, sähköön ja kuljetukseen muodostavat polttokennot. Yhdessä polttokennossa tapahtuu kemiallinen prosessi, jolla tuotetaan sähköä ja lämpöä. Polttokenno käyttää prosessiin vetyä. Voimalassa poltetaan öljyä, hiiltä ja kaasua. Vaikka tämä voi kuulostaa oudolta nimeen nähden, polttokennossa ei tapahdu mitään palamista, vaan vety yhdistyy siinä happeen hallitussa prosessissa. Happea on meitä ympäröivässä ilmassa – ja kun happi ja vety yhdistyvät, muodostuu vettä ja vapautuu energiaa.


Polttokenno muistuttaa hieman CD-koteloa, ja siinä on kolme päällekkäistä kerrosta.


Ylin ja alin ovat sähkökerroksia. Ylinnä on anodi, johon kerääntyy vetyatomeja. Alinna on katodi, johon kerääntyy happiatomeja. Happi ja vety haluavat yhdistyä ja muodostaa vesiatomin – mutta anodin ja katodin välillä on kolmas kerros, jota kutsutaan elektrolyytiksi. Polttokenno toimii niin, että happiatomit virtaavat elektrolyytin kautta anodin vetyatomien luo. Näin siis muodostuu vettä – mutta myös elektronien ylijäämä. Elektronit eivät voi tulla elektrolyytin läpi, ja siten syntyy elektronien virta. Vaeltavaa elektronien ylijäämää kutsutaan myös sähkövirraksi eli sähköksi.
Polttokennojen kestävyys on rajallinen, ja ne on vaihdettava säännöllisin välein, joka on yleensä pari vuotta.  

Kirjaudu sisään lukemaan lisää

Tehtävät

  • Monivalintatehtävä

  • Teematehtävät

    • 1Teematehtävät

       

      Selitä polttokennon periaatteet.

    • 2Teematehtävät

       

      Piirrä tulevaisuuden auto. Miltä tulevaisuuden auto näyttää? Millä polttoaineella se toimii? Miten kauas se voi ajaa? Miten paljon se maksaa? Kuinka monella on sellainen? Selitä lisää.

    • 3Teematehtävät

       

      Vetyä on aiemmin käytetty toiseen kulkuvälineeseen, joka voi lentää. Piirrä kuva siitä ja selitä. Miksi vetyä ei enää käytetä tähän kulkuvälineeseen?

  • Ystäväluokat

    • 1Ystäväluokat

       

      Piirrä ja kerro matkasta ystävyysluokkanne luo ilmapallolla, joka on täytetty vedyllä. Mitä matkalla tapahtuu? Mitä näette? Miltä näyttää maisema, jossa asutte, ja se, jossa ystävyysluokkanne koulu on? Lähettäkää tarinat ystävyysluokallenne ja lukekaa niitä keskenänne.

    • 2Ystäväluokat

       

      Ratkaiskaa teematehtävä 1 – selittäkää polttokennon periaatteet ja lähettäkää ratkaisu pohjoismaiselle ystävyysluokallenne.

      Etsikää sanat, jotka ovat erilaisia, ja alleviivatkaa ne. Onko teidän ja ystävyyskoulunne tehtävässä muita eroja?