Революция в транспорта: Отпадната топлина от автомобилите и самолетите се превръща в електричество
Ефективността на моторите с вътрешно горене е единствено 25%, като се губи три четвърти от силата, съдържаща се в бензина. Новият термоелектричен генератор може да я възвърне под формата на електричество.
Компактен термоелектрически генератор, основан от откриватели от Държавния университет на Пенсилвания, може да преобразува топлината от отработените газове на колите, хеликоптерите и безпилотните летателни апарати (БЛА) в използваема електрическа сила. Прототипът, създаден от екипа, реализира мощ от 40 W, задоволителна за зареждане на електрическа крушка, се споделя в известие за пресата.
Добре знае се, че успеваемостта на моторите с вътрешно горене, които нормално задвижват транспортните средства, е единствено към 25%. С други думи, когато използваме автомобила, три четвърти от силата, налична в бензина, се губи и се изхвърля под формата на топлота.
Тъй като светът страда от възходящите въглеродни излъчвания и изостава в развиването на технологиите за чиста сила, които вероятно могат да заменят изкопаемите горива, има потребност от по-ефективни софтуерни ограничения, които могат да оказват помощ за понижаване на излъчванията от съществуващите технологии.
Изследователският екип от катедрата по машиностроене работи за възстановяване на преобразуването на силата на моторите, задвижвани с бензин, благодарение на термоелектрически генератор, който трансформира отпадната топлота в сила.
Проблемите на термоелектрическите генератори
Термоелектрическите генератори употребяват температурната разлика, наложена върху даден материал, и я трансформират в сила. Концепцията съществува отдавна и нормално употребява полупроводникови материали за реализиране на тази цел.
Конструкцията на тези генератори обаче е комплицирана и разчита на външна система за изстудяване, с цел да се поддържа температурната разлика. Това изисква потреблението на система за изстудяване на водна основа, което усилва размера на генератора и го прави по-малко еластичен за потребление.
Изследователският екип, управителен от Уенджи Ли и Бед Пудел от Държавния университет на Пенсилвания, отстранява тези дефекти с новаторски метод към дизайна.
Илюстрация на термоелектрически генератор, инсталиран в ауспуха на автомобил. Вентилаторните жлебове от външната страна на тръбата са студената страна на радиатора на устройството, а триъгълните съставни елементи навътре в тръбата са топлообменници вид „ плочка – перка “ Термоелектрически генератор с топлообменници
Вместо да разчитат на система за изстудяване на водна основа, откривателите са избрали топлообменници, сходни на тези в климатиците, с цел да улавят топлината, отделяна от ауспусите.
Термоелектрическият генератор е направен от полупроводниковия материал бисмут-телурид, а екипът е добавил и спомагателен съставен елемент – нагревател към структурата. Ролята на радиатора е да усили температурната разлика на системата, което е директно обвързвано с количеството генерирана сила.
Прототипът на генератора реализира мощ от 40 W, което е задоволително за зареждане на електрическа крушка. По-важното обаче е, че откривателите са открили, че изискванията на висок въздушен поток в изпускателните тръби спомагат за възстановяване на енергийната мощ на генератора.
Тъй като системата може да бъде интегрирана в изпускателните отвори и не зависи от спомагателна охладителна инфраструктура, тя може да бъде инсталирана и на в този момент съществуващите транспортни средства. Изследователите са уверени, че това ще проправи пътя за вграждане на термоелектрически устройства в ежедневните транспортни средства и ще помогне за възобновяване на силата, която другояче се губи.
