Rakett 69 IV hooaeg 7. saade

Gaaside tuvastamise katse oli kõige vaatemängulisem
Rakett 69 FB lehelt

Rakett 69 selle hooaja seitsmenda saate läbivaks teemaks oli keemia. Antud saade oli väga huvitav vaadata, kuid tuletas mulle samal ajal meelde, et keemia ei olnud teps mitte minu tugevaim ala koolis. Samas endalgi oli omal ajal vahva saates katseklaaside-kolbidega möllata, kuigi tulemus ei olnud alati see, mis oodatud.

Nii nagu tavaks, tuli ka seekord meeskondadel lahendada kolm ülesannet, mis seondusid saate teemaga. Seekordsed ülesanded olid:

• Gaaside tuvastamine. Toru külge oli kinnitatud viis õhupalli. Kaks suunaga taeva poole, seega õhust kergemate gaasidega täidetud, ning kolm allapoole rippumas, seega õhust raskemate gaasidega täidetud. Teada oli, et õhupallides olevad gaasid on: heelium, vesinik, süsihappegaas, propaan ja väävelheksafluoriid. Tuli määrata, milline gaas on millises pallis. Kuna heelium ja vesinik on mõlemad õhust kergemad, siis ülemised õhupallid on emb-kumb. Määravaks on siin see, et heelium on inertgaas ja ei põle, samas kui vesinik põleb vägagi hästi, tehes pauku isegi palja õhuga reageerides. Seega, kumb õhupall teeb süüdates suurema paugu, see on vesinik, teine järelikult aga heelium. Ka rippuvates õhupallides olevade gaaside tuvastamine on lihtne. Kuna väävelheksafluoriid on teiste gaasidega võrreldes oluliselt raskem, on see juba käega katsudes (tõstes) selgelt eristatav. Süsihappegaasi ja propaani eristamine käib samal põhimõttel mis ülemistel õhupallidel, propaan põleb hästi, samas kui süsihappegaas ei põle. Massi põhjal neid eristada ei saa, kuna propaanil ja süsihappegaasil on üks ja sama molaarmass. Antud ülesande lahendamisega said toime kõik meeskonnad.
• Võistluse teiseks ülesandeks oli trikoloori valmistamine klaasanuma sisse laual leiduvate ainete ja vahendite abil. Antud ülesanne pandi sisse seoses sellega, et antud saate eetrisse minek toimus Vabariigi aastapäeva ligiduses. Ülesannet jälgides meenus mulle, kuidas minu tiim (sinine tiim) omal ajal pidi liimi valmistama, seega võis juba ette näha, et tuleb palju katse-eksi meetodit. Ei pidanud pettuma, kuid vaatamata ohtrale katsetamisele, olid tiimid edukamad, kui mina omal ajal. (Tõsi oma liimi saime me tööle, mingil müstilisel põhjusel, teadust oli asjasse vähe segatud) Igatahes, tagasi ülesande juurde. Tiimidel oli kasutada piim, vesi, õli, atsetool, toiduvärvid, spaatlid, klaasanum, kindad, prillid ja veel mõned vahendid. Ainete segamise mõte seisnes selles, et kogupandavad ained ei seguneks omavahel, vaid jääks valades kihtidesse. Samuti pidi silmas pidama seda, et kõige raskem aine oleks põhjas ja kõige kergem peal. Ideaalne lahendus oleks olnud soolaga segatud või paljas piim põhjas. Seda värvida pole vaja, kuna piim juba on valget värvi. Teine kiht oleks õli, millesse on segatud musta värvipigmenti. Toiduvärvi kasutada ei saa, kuna see ei segune õliga. Viimane kiht oleks atsetool, millesse tilgutatud paar piiska sinist toiduvärvi. Kirsiks tordil oleks see, kui kõik ained oleks valatud spaatli abil (nagu Juhan Koppeli esituses ülesande näites) et anuma seinad ei saaks teise ainega kokku. Antud ülesandega tulid paremini toime oranž ja roheline meeskond, sinine meeskond (sinisel värvil on keemiaga vist mingi karmavärk selles saates) jäi ajahätta ja sine värv (oo seda irooniat) jäi lisamata.
• Viimaseks ülesandeks oli vedeliku muutmine lillast läbipaistvaks nii, et ei lisata ei vedeliku ega tahkist. Kuidas siis seda teha? Lihtne, gaasi abil. Kolvis olel lilla vedelik oli NaOH vesilahus, millele oli lisatud indikaatorit, mis aine happelisuse muutumisel muudab värvi. Kuna NaOH on ise aluseline, tuli vedeliku muuta happelisemaks. Üks happelistest gaasidest on süsihappe gaas. Süsihappegaasi saamine on õnneks üks kergemaid asju, selleks tuleb vaid segada äädikat ja söögisoodat või siis segada kokku söögisooda, sidrunhappe pulber ning lisada vett. Tähtis oli siin ülesande juures see, et toru, mis viib söögisooda lahuse juurest lilla vedeliku juurde, tuleb lillasse vedelikku sisse suruda, et gaasi saaks neelduda aines. Vastasel juhul voolab süsihappegaas kolvist välja ja kasutegur on null. Kahjuks oranž tiim toru vedelikku viimise peale ei tulnud, kuid said muidu aru, mida on vaja teha. Sarnaselt trikoloori ülesandega näitas selle ülesande puhul parimat esitust roheline meeskond.

Saate lõppedes olid kaalukausil oranzi meeskonna kapten ja sinise meeskonna kapten. Seekord pidi saates lahkuma Kaisa sinisest meeskonnast. Põhiliselt nõrga meeskonna juhtimise tõttu. Vähemasti seda ütleks ma saatest nähtu põhjal. Tean omast kogemusest, et tegelikult jääb 90% tegevusest publikule nägemata.

Tänane episood pani mind tõsisemalt mõtlema, kui kaugele ma ise uue formaadiga saates jõuaks. Ma olen küll üsna OK meeskonnatöös, kuid liidri roll võib mulle mõnikord üle jõu käia. Seetõttu on tunne, et praegu ei pruugiks ma niigi kaugele jõuda, kui jõudsin teisel hooajal. Samas mine sa tea, ehk jõuaks ka, ja veel kaugemalegi.

Taas kord elektriautodest

Kütuseelemendi toel liikuv Honda FCX Clarity

Inimesed, kes on mu blogiga juba varem tutvunud, on märganud, et olen kirjutanud mitmeid sissekandeid elektriautode teemal. Kuigi alguses, eriti eelmisel sügisel, olin elektriautode suhtes optimistlikum, siis nüüd on minu ind nende suhtes mõnevõrra jahtunud.
Peamiseks põhjuseks sellele on negatiivsete külgede, mida küll teati olemas olevat, palju tugevamini esinemine kui esialgu kardeti. Esiteks siis talvine läbisõit, milleks kujunes ainult 40-50 km suurimate külmadega, samas kui levitati infot, et alla 70-80 km ei tohiks läbisõit ühe laadimisega langeda. Teiseks  suureks miinuseks oli üsna kasutu salongisoojendus, millest tulenevalt pidid elektriautode kasutajad sõitma talvel mütsi ja kinnastega. Kui uskuda meedias levitatud infot. Põhjamaises kliimas on see suureks miinuseks, sest sõltumata sellest kas omanik sõidab elektriautoga või tavalise autoga, ootab ta sellelt mugavusi.
Võimsamat salongisoojendust aga panna ei saa, sest siis sööks see veel rohkem akusi ja autonoomsus langeks veelgi. Siinkohal tahangi jõuda oma jutu ivani. Elektriautodel iseenesest pole viga midagi, kuid neil on üks suur Achilleuse kand, nimelt akud. Kui tahata suuremat läbisõitu, siis on tarvis rohkem akusi. Rohkem akusi aga tõstab auto tühimassi. See omakorda tingib selle, et rahuldava dünaamika saamiseks on vaja võimsamat mootorit. Võimsam mootor tarbib rohkem energiat. Et seda suuremat energiavajadust rahuldada, on tarvis suuremat akupakki. Nagu näha tekib siin kinnine ring. Teatud osa lahendusest on akude mahutavuse suurendamine, täpsemini nende energiatiheduse suurendamine, mille ühik oli, kui ma ei eksi, W*h/kg.
Paraku ei saa ka seda lõputult teha, kuna ühelt poolt piirab hind ja teiselt poolt praegune teaduse tase ja materjalide omadused. Kuid kui nõrga kohaga, akudega, midagi ette võtta ei saa, kas see tähendab siis elektriautode mõtetuks kuulutamist?
Päris nii minu meelest ei ole. Elektriautod võivad saada oma vajaliku energia ka kütuselemendist. Hästi lihtsalt lahtiseletatuna tähendab kütuseelement seda, et autoga on kaasas vesinik, katalüsaatori pinnal (milleks minu teada on plaatina plaat) reageerib see õhus oleva hapnikuga ja selle tulemusena tekib elekter. Jäägiks on ainult veeaur antud protsessi tulemusena, seega keskkonda ei rikuta.
Kütuselemendiga liikuvad autod on paremad, kuna vesinikupaak koos elementidega kaalub vähem kui suur akudepakk ja võimaldab seejuures palju suuremat läbisõitu. Umbes 350-400 km praeguste tehnoloogiate juures. Samas on nad kallimad, kui akudega elektriautod, vesiniku kättesaadavus on piiratud hetkel ning see on kallis ja on ka mõned turvariskid. Näiteks vesinikupaak ise. Nimelt hoitakse gaasilist vesiniku 350-700 barilise rõhu all. Tuleb teha hulk tööd enne seda, enne kui saab olla kindel, et paagid on veakindlad ja ohutud suurtes massides kasutamiseks.
Samas kütuseelementidega autodel perspektiivi on. Just hiljuti teatas Hyundai, et kavatseb juba järgmine aasta toota 1000 vesinikuautot. See on tunduvalt varem võrreldes teiste tootjatega, kes arendavad kütuseelemendiga autosid. Honda, Toyota ja teised plaanivad (suurema) tootmiseni jõuda 2015  aastal. Siiski tuleb möönata, et Honda on juba väikest viisi kütuseelemendiga autosid tootnud. Nimelt on ehitatud mõnikümmend autot FCX Clarity.

Alternatiivsed energiaallikad autodel I

Auto võib olla nii roheline kui ka praktiline

Viimasel ajal on elektriautod saanud Eesti meedias palju negatiivset kajastust. Samuti on tõusnud tugevasti bensiini ja diisli hinnad tanklates ning suure tõenäosusega tõusevad tugevasti veel kuna EL plaanib peatada nafta(toodete) impordi Iraanist. Seega tabasin ma ennast ühes loengus mõtlemas (Juhuslikult sattus olema keskkonna loeng, seega mõtted osaliselt tunniga ikkagi klapisid) kas on veel alternatiive bensiinile ja diislile ning akudesse salvestatud elektrienergiale autode liikuma panekuks. Järele mõeldes selgus, et alternatiive on tegelikult üsna palju, nende kasulikus ja hind on muidugi iseasi.

Alternatiivid, mida ma suutsin välja mõelda ja meelde tuletada, on järgmised.

1. Vesinik vedelal kujul. Võimalik on kasutada vesiniku vedelal kujul ja põletada seda sisepõlemismootorites. See variant eksisteerib juba reaalses elus. Näiteks on valmistatud mudelit BMW Hydrogen 7 umbes 100 tükki katsetamise eesmärgil. (http://en.wikipedia.org/wiki/BMW_Hydrogen_7) Kuigi vesiniku, erinevalt naftast, võib pidada piirituks ressursiks, siis selle tootmine ja hoiustamine vedelal kujul on väga kallis. Ka on vesiniku energiatihedus oluliselt väiksem kui nafta baasil tehtud kütustel, mistõttu vesiniku kulu on suurem ja kütusepaagid tuleb ehitada oluliselt suuremaks. Lisaks veel kütusepaagi termoisolatsioon, kuna vedelat lämmastiku hoiustatakse pea absoluutse nulli lähedaste temperatuuride juures. Kahjuks ei leidnud esmasel vaatlusel infot selle kohta, milline on heitgaaside kogus vesiniku põletamisel võrreldes tavalise bensiiniga, kuid kui leian selle kohta infot, toon selle välja mõnes oma tulevases artiklis.

2. Vesinik gaasilisel kujul. Kütuseelement. Gaasiline vesinik reageerib kütuseelemendis hapnikuga ja selle tulemusena tekkib elekter, "heitmeks" on puhas vesi. Esimene kütuseelemendiga auto on ka juba tootmises, Honda FCX Clarity (http://en.wikipedia.org/wiki/Honda_FCX_Clarity) Kütuselemendiga auto on nagu tavaline elektriauto, ainult selle vahega, et energia tagavara pole mitte akudes vaid gaasilise vesiniku paagis. Võrreldes vedela vesinikuga on gaasilise vesiniku hoiustamine odavam, kuid kõrge tootmishind jääb endiselt. Samuti on häda selles, et selleks, et vesinikust jätkuks piisavalt kaugele sõitmiseks, peab olema seda paagis üsna palju, s.t seda tuleb hoida väga suure rõhu all. Mina näiteks ei tunne ennast väga mugavalt teadmisega, et minu seljataga on 700 korda normaalsest õhurõhust kõrgema survega paagis äärmiselt plahvatusohtlik gaas. Teisalt jälle, küttuseelemendiga saab juba praegu läbida enam-vähem kaks korda suuremaid distantse võrreldes elektriautodega, mis töötavad akudel (i-Miev, Leaf). Lisaks vesiniku kõrgele hinnale pärsib fuel-cell autode levikut vesinikutanklate väike arv ja kütuseelementide väga kõrge hind, kere ja elektrimootor ise ei maksa suurt midagi.

3. Vedelgaas. Ka Eestis levinud. Tanklavõrgustik on Eestis olemas, c.a 20 tanklat (minu teada) kus saab vedelgaasi tankida. Gaasiseade on odav, vanema põlvkonna mudeli, mis sobib vanematele autodele, saab kätte juba umbes 1000 euroga. Uuematele autodele sobivad seadmed on mõnevõrra kallimad. Ümberehitus on lihtne ja kiire. Vedelgaasi plussiks on odavam hind võrreldes bensiiniga, kui ei eksi, siis umbes 0,8 € liiter, mis teeb vedelgaasi 40 % odavamaks. Samas vedelgaasi kasutades kütusekulu kasvab, samas odavama hinna tõttu tasub ümberehitus ikkagi ennast ära. Asja miinus on see, et gaas loetakse taastumatude maavarude hulka, ka tuleb gaas Eestise Venemaalt, mistõttu võib tulevikus gaasi hind teha ootamatuid hüppeid.

4. Maagaas, ehk siis gaas gaasilisel kujul. CNG. Eestis on hetkel ainult kaks maagaasi tanklat, üks Tallinnas ja teine Tartus. Siiski on Eestis surugaasi kasutava auto kasutamine võimalik, ka on osadel tootjatel surugaasil töötavad mudelid juba toodangus. Näiteks Opel Zafira Tourer (http://media.opel.com/content/media/intl/en/opel/news.detail.html/content/Pages/news/intl/en/2011/OPEL/12_08_opel_zafira_tourer_cng)

5. Puugaas. Puugaasigeneraatoriga varustatud seadmed. Piltlikult öeldes paned puid alla ja auto sõidab. Kuigi kütus on taastuv, odav ja laialdaselt käest võtta, siis takistab sellise lahenduse kasutust väike võimsus, suur mass ja suured mõõtmed. Ka kütus võtab (veel kasutamata kujul) palju ruumi. Kellel huvi reaalse puugaasil töötava auto vastu, lugegu läbi järgmine artikell: http://www.tehnikamaailm.ee/est/cars/misc/2009/07/?headerID=1525

6. Piiritus ja biokütused. On küll odavamd kui bensiin ja diisel ning neid tehakse taastuvatest ressursidest, (suhkruroog, mais, raps, kartul jne) siis arvan, et biokütused (s.h piiritus) on tupiktee, kuna nende valmistamiseks kasutatakse toitu. Arvestades maailmas järjest suurenevat näljahäda ja kvaliteetse põllumaa hulga vähenemist, siis selline lahendus ei ole jätkusuutlik. Siiski, biokütusel töötavaid autosi on arendanud mitmed autotoojad. Suurim biokütustel töötavate autodega katsetaja oli Saab (kes on nüüd pankrotis), kes on valmistanud nii E85 kui ka E100-l töötavaid autosi. Number näitab siis piirituse hulka protsentides kütuses. Ka Eestis müüdi mingi periood E85 kütust, miskil salapärasel põhjusel sellest loobuti. Müüjaks oli Kristiine Statoil.

7. Päikeseenergia. Päikesepaneelide abil saadakse elekter, mis paneb auto liikuma. Praeguse päikesepaneelide arengu taseme juures ei ole väga jätkusuutlik. Sportliku hobina ja katsesõidukitena iseenesest vahva. Lisaks patareide tehnoloogilisele tasemele piirab kasutust see, mitu päeva aastas päike paistab ja millise intensiivsusega. Eesti igatahes kasutuskohana langeks ära. Plussiks muidugi see, et ei ole stepslist sõltuvuses, laadimine toimub kogu aeg. Samas mingi vaheaku peab autol siiski olema.

8. Suruõhk. Tanklates laaditakse suruõhku, mis sõites paneb liikuma silindrid. Üsna lihtne ja lollikindel süsteem. Samas evib sarnaseid probleeme fuel-cell ja CNG autodega. Suruõhul töötavatest autodest kirjutas mõnda aega tagasi TM: http://www.tehnikamaailm.ee/est/cars/misc/2005/01/?headerID=243

Rohkem mõeldavaid-teostatavaid alternatiive meelde ei tulnud. Eeltoodud näidetest plaanin aga tulevikus natukene põhjalikumalt pajatada, enne seda on aga tarvis mõtteid koguda ja materjali uurida.