Redaktsioon: 30. aprill 2018, kell 15:45 redigeeri Iifar (arutelu \| kaastöö) Administraatorid 76 120 muudatust P pinge (elekter)\| ← Vanem muudatus		Redaktsioon: 29. aprill 2019, kell 10:10 redigeeri eemalda Iifar (arutelu \| kaastöö) Administraatorid 76 120 muudatust P pisitoimetamine Märgis: AWB Uuem muudatus →
5. rida: ==Tööpõhimõte== [[Metanool]] ja vesi reageerivad elektrokeemiliselt. Metanool oksüdeeritakse ~~[[anood\|~~anoodil]] ja reaktsiooni käigus tekivad [[süsihappegaas]] (CO<sub>2</sub>), [[elektron]]id ja [[prooton]]id. Anoodil tekkinud prootonid liiguvad läbi polümeerse elektrolüüdi katoodile, kus nad reageerivad edasi hapnikuga, mis saadakse tavaliselt õhust. [[Katood]]il tekib reaktsiooni käigus vesi. Anoodil tekkinud elektronid kannavad keemilise reaktsiooni käigus tekkinud vaba energia läbi [[Elektriahel\|vooluahela]]. Tekkinud energia arvelt on seejärel võimalik käivitada näiteks [[elektrimootor]].<ref name=":2" /> Probleem sellise süsteemi tulusa kasutuselevõtu juures on katalüsaatori aktiivsuses, konkreetselt anoodil. Kõige aktiivsem anoodi materjal on [[plaatina]], mis on tavaliselt hajutatud suure eripinnaga süsinikul. Leiti, et väikeste koguste erinevate metallide, näiteks [[plii]], [[tina]], [[reenium]]i või [[ruteenium]]i lisamisel plaatinale kasvab aktiivsus märkimisväärselt. Parimaks nendest kahemetallilistest süsteemidest osutus segu plaatinast ja ruteeniumist.<ref name=":1" /> ==Kütus== Metanool on normaalrõhul temperatuurivahemikus −97,0...64,7  °C vedel. See on tavatingimustel stabiilne. Metanooli [[energiatihedus]] (20 MJ/kg) on võrreldes [[bensiin]]iga poole väiksem.<ref name="HrIml" /> Samas on tema energiatihedus kordades suurem kui [[liitiumioonaku\|liitiumioon akudes]] või vesinikul. See võimaldab metanooli kasutada kütusena seadetes, mille kompaktsus on oluline.<ref name="sbuI3" /> Metanool on mürgine ja tuleohtlik. Siiski hääletas 2005. aasta novembris ICAO ([[Rahvusvaheline Tsiviillennunduse Organisatsioon]]) ohtlike kaupade paneel, et reisijatel lubatakse kanda lennuki pardale metanoolipõhistel kütuseelementidel töötavaid sülearvuteid ja teisi tarbeelektroonikaseadmeid.<ref name="3GczU" /> 24. septembril 2007 tegi [[Ameerika Ühendriikide Transpordiministeerium\|USA transpordiministeerium]] ettepaneku lasta lennureisijatel kanda pardale kütuseelemendi padruneid. 2008. aastal jõuti kokkuleppele, et reisijad võivad kaasas kanda kütuseelemendil töötava seadme koos kahe eraldi padruniga, milles võib maksimaalselt olla 200 ml metanooli.<ref name="9bYf9" /> ==Reaktsioonid== ==== Anoodi reaktsioon==== '''CH<sub>3</sub>OH + H<sub>2</sub>O = CO<sub>2</sub> + 6H<sup>+</sup> + 6e<sup>-</sup>''' 19. rida: E<sup>⁰</sup><sub>anood</sub>= 0,046 V ==== Katoodi reaktsioon==== ▼ ▲==== Katoodi reaktsioon==== '''1½O<sub>2</sub> + 6H<sup>+</sup> + 6e<sup>-</sup> = 3H<sub>2</sub>O''' 26. rida ⟶ 25. rida: E<sup>⁰</sup><sub>katood</sub>= 1,23 V ==== Summaarne reaktsioon==== '''CH<sub>3</sub>OH + 1½O<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O = CO<sub>2</sub> + 3H<sub>2</sub>O''' 32. rida ⟶ 31. rida: E<sub>rakk</sub>= 1,18 V Teoreetiliselt peaks metanooli oksüdeerimisreaktsioon olema spontaanne, kui anoodi [[Elektrivälja potentsiaal\|potentsiaal]] on üle 0,046  V pöörduva vesinikelektroodi (RHE) suhtes. Samamoodi peaks toimuma ka hapniku redutseerumisreaktsioon, kui katoodi potentsiaal on alla 1,23  V. Reaktsioon kütuseelemendis võib kalduda kõrvale ideaalsetest termodünaamilistest väärtustest halva elektroodi kineetika tõttu. Seega tegelikult on reaktsiooni toimumiseks vaja palju positiivsemat potentsiaali anoodil ja negatiivsemat potentsiaali katoodil selleks, et reaktsioon toimuks mõistliku kiirusega. Lisaks sellele on elektrokeemilise raku pinge madalam tema ideaalsest väärtusest (1,18  V), mis on tingitud [[takistus]]est.<ref name=":2" /> ==Elektrolüüt== 40. rida ⟶ 39. rida: ==Kasutus== Otsemetanool-kütuseelement on hea alternatiiv akudele. Erinevalt akudest ei ole vaja DMFC laadimiseks elektrit, selle saab kiiresti kütusega laadida. Otsemetanool-kütuseelemendi puhul on suureks eeliseks veel ka võrdlemisi ohutu kütus ja madal töötemperatuur. Kütuseks kasutatav metanool on keskkonnasäästlik ja taastuv ressurss.<ref name=":91" /><ref name=":19" /> Praeguste otsemetanool-kütuseelementide nõrk koht on nende vähene [[võimsus]], aga see-eest on [[energiatihedus]] DMFC-i puhul suur, arvestades tema väiksed mõõtmeid.<ref name=":1" /> Energiatihedus on 5 kuni 10 korda parem võrreldes taaslaetavate akudega, mis tähendab, et nende baasil töötavaid seadmeid pole vaja nii tihti laadida. Lisaks ei kulu laadimisele mitmeid tunde, vaid on vaja lihtsalt vahetada metanooli padrun. Sellest tulenevalt sobib DMFC ideaalselt energiaallikaks tarbeelektroonikaseadmetesse. Probleemiks, mis siiamaani takistab DMFC-i laialdast levikut, on selle ehituseks vajalike komponentide kõrge hind.<ref name=":9" /> Pikemas perspektiivis on võimalik, et DMFC leiab kasutust ka transpordivahendites.<ref name=":1" />

Otsemetanool-kütuseelement: erinevus redaktsioonide vahel