Vladislav Musakko: TalTechi tudengid asuvad vesinikku hoiustama

Vladislav Musakko: TalTechi tudengid asuvad vesinikku hoiustama. 26.08.2025. Vesinikku tarbitakse maailmas juba täna kümnete miljonite tonnide ulatuses, peamiselt keemia- ja metallitööstuses. Avalikkus seda igapäevaselt ei märka, kuid vesinik on majanduse nähtamatu taustajõud. Energiasektoris võiks vesinik aidata tasakaalustada heitlikku tuule- ja päikeseenergiat, ent vesinikukasutuse arendamine on jäänud toppama. Peamine takistus on hoiustamine: kõrgsurve nõuab äärmuslikke materjale ja tihendeid, vedeldamine on energiakulukas, samuti vajavad lahendamist lekked ja vesiniku tekitatud rõhud. Kui öelda „vesinik“, meenub paljudele esmalt probleemide pikk nimekiri: efektiivsus, hoiustamine, energiatihedus, ohutus, materjalide vastupidavus. Need kitsaskohad valmistavad õigustatud muret – ja sageli pidurdavad need edasiminekut. Meie, tulevased insenerid, näeme siin aga võimalust. Oleme TalTechi vesinikuorganisatsioonis TiVo hakanud jagama mainitud kitsaskohti lahendusi vajavateks inseneriülesanneteks ning neist sündinud ideid päriselt kasutusse võtma. Pöördeline lahendus Vesinikku on ülimalt keeruline hoiustada. Võimaliku lahenduseni lubavad meid viia metallhüdriidid – sulamid, mis seovad vesinikku madalal rõhul ja toatemperatuuril, s.t mis toimivad käsna kombel, ning annavad vesiniku ka vajadusel tagasi. Sedasi vähenevad nii ohutus- kui ka energiariskid: pole vaja 700-baariseid paake ega krüo-jahutust. Metallhüdriidid võivad pakkuda pöördelise lahenduse, mis aitaks ületada vesiniku madala ruumilise energiatiheduse probleemi – takistuse, mis on seni igapäevakasutust pidurdanud. TiVo on tudengite loodud ühendus, mis on tegutsenud juba kolm aastat ning arendab paralleelselt mitut teadus- ja arendusprojekti. Ühes neist on kavas toota vesinikku väikeste süsteemide abil kohapeal – soovime pakkuda seda lahendust ülikoolile ja naabruses tegutsevatele iduettevõtetele. Teisel, kõige mahukamal suunal arendame madalrõhul töötavat metallhüdriidsalvestit, mis võimaldaks hakata kasutama vesinikku palju mugavamalt ja ohutumalt. TiVo töö ei piirdu ainult laboritega. Käime koolides ja avalikel üritustel, kus tutvustame vesiniku tehnoloogilist ökosüsteemi – alates tootmisest ja lõpetades tarbimisega. Vesinik sobib suurepäraseks sissejuhatuseks inseneeriasse, sest vesinikukasutusest tulenevad väljakutsed on loomult mitmekesised: keemia ja materjaliteadus, füüsika ja termodünaamika, elektroonika ja juhtimissüsteemid, energeetika ja süsteemidisain, lisaks tootmine ja katsetamine. See teeb vesinikust tugeva stardiplatvormi isegi neile, kes ei plaani siduda oma karjääri energiamajanduse või vesinikuteemaga – õpitavad põhimõtted on universaalsed. Vesinikusalvestite arendus käib paralleelselt mitmes TalTechi laboris. Pulbermetallurgia laboris jahvatame ja segame sulameid ning kuumutame metallipulbrit sellisel määral et osakesed sulanduvad kokku ja tekib tugev materjal. Kasutame ka sädeplasma-paagutust (SPS), mis võimaldab sulameid ülikiirelt ja täpselt vormida. Tööstuskeemia laboris katsetame spetsiaalset surveanumat (PARR-reaktorit), mis võimaldab meil turvaliselt mõõta, kui kiiresti vesinik metallis seotakse ja kui kiiresti see hiljem eraldub. Mikrovõrkude laboris ühendame salvesti kütuseelemendi ja juhtsüsteemidega, loome erinevaid koormusstsenaariume ja testime, kuidas süsteem päris töötsüklis käitub. Tegu on täiemahulise inseneriprojektiga, mille raames peavad arenema samaaegselt nii materjaliteadus, automaatika kui ka ohutus. Vesinikust võib saada tõsiseltvõetav energiasalvesti Mul sündis juba esimese kursuse ajal, kui tuli valida uurimistöö teemat, mõte hakata tegelema vesiniku hoiustamisega. Asusin otsima vesinikutehnoloogia tegelikku kitsaskohta – ja jõudsin hoiustamiseni. Metallhüdriidid tundusid ühtaegu lihtsad ja uskumatud. Miks neid rohkem ei kasutata? Sellest uudishimust kasvas välja tudengiprojekt, mis on nüüdseks arenenud katsete, meeskondade ja pikaaegse planeerimiseni. Nõnda spetsiaalset riistvara eeldava arenduse puhul saab aga määravaks korralik starditoetus. Siin on aidanud meid üliõpilaste inseneriprojektidele eraldatav Ettevõtluse ja Innovatsiooni Sihtasutuse (EIS) toetus – kuni 100 000 eurot projekti kohta. Selline summa annab harukordse võimaluse ehitada päris süsteeme, mitte piirduda üksnes laboriharjutustega. Kuigi vesinikku toodetakse ja tarbitakse juba täna normaalrõhul ja -temperatuuril, peitub kitsaskoht nende vahel – salvestamises. Kui suudaksime viia metallhüdriidide tehnoloogia tööstuslikku skaalasse, saaks vesinikust tõsiseltvõetav energiasalvesti, millega oleks võimalik talletada suvist tuult talviseks kasutuseks. Meie fookus ei püsi aga ainult statsionaarsetel süsteemidel – katsetame tehnoloogiat ka liikuvates seadmetes. Üks ambitsioonikamaid ideid on ehitada vesinikhüdriidil põhinev autonoomne katamaraan. Selle aluse esimene suur proovikivi oleks Monaco Energy Boat Challenge – rahvusvaheline võistlus, mille raames katsuvad tudengid ja teadusmeeskonnad järele puhta energia jõul töötavaid paate. Loogika on sama, mis tudengivormeli või Solaride’i puhul: viia oma arendatud tehnoloogia päriselt rajale. TiVo idee on lihtne: võtta üks tõeliselt suur ja lahtine probleem ning otsida sellele lahendus. Vesinik pole meie jaoks pelgalt “roheline unistus”, vaid konkreetne inseneri tööpõld. Me keskendume ühele olulisele umbsõlmele. Kui see õnnestub lahti harutada, liigub edasi kogu süsteem. Ja tudengid suudavad seda – kui neil on selge siht, eri valdkondi ühendav meeskond ning tööriistad, mis aitavad viia idee prototüüpide ja katseteni.