Nowy wynalazek naukowców. Zamienia spaliny w prąd
Naukowcy z Wydziału Inżynierii Mechanicznej Uniwersytetu Stanu Pensylwania opracowali urządzenie, które może zrewolucjonizować sposób, w jaki postrzegamy emisję spalin z pojazdów. Ich wynalazek pozwala na przekształcenie ciepła odpadowego z rury wydechowej w energię elektryczną. Brzmi zbyt pięknie, by było prawdziwe?
Spis treści:
Współczesne silniki spalinowe, mimo znacznego rozwoju technologicznego na przestrzeni ostatnich 20 lat, wciąż borykają się z problemem niskiej wydajności. Nawet najbardziej zaawansowane jednostki napędowe są w stanie wykorzystać jedynie około 50 proc. energii zawartej w paliwie, podczas gdy pozostała część jest tracona w postaci ciepła. Właśnie tę straconą energię naukowcy postanowili zagospodarować w użyteczny sposób.
Zamiana spalin w energię - jak to działa?
Zespół badawczy, pod kierownictwem Rabeyi Bosry Smrit, stworzył urządzenie wykorzystujące zjawisko termoelektryczne. Podstawą działania jest ruch elektronów, które przemieszczają się od gorącej części materiału do zimniejszej, generując w ten sposób prąd elektryczny. Do konstrukcji wykorzystano półprzewodnik wykonany z bizmutu i telluru. Głównym wyzwaniem było utrzymanie odpowiedniej różnicy temperatur między obiema częściami urządzenia.
Innowacyjność rozwiązania polega na zastosowaniu prostego, ale skutecznego radiatora w formie cylindra z żeberkami, który otacza rurę wydechową. Konstrukcja ta zapewnia dodatkową powierzchnię do odprowadzania ciepła poprzez konwekcję wymuszoną – czyli wykorzystanie przepływającego powietrza podczas ruchu pojazdu. W przeciwieństwie do wcześniejszych rozwiązań wykorzystujących chłodzenie wodne, nowy system jest znacznie prostszy i bardziej praktyczny w zastosowaniu.
Dotychczasowe testy wykazały, że urządzenie jest w stanie wygenerować około 40 watów energii elektrycznej z rury wydechowej samochodu, co wystarcza do zasilenia żarówki. Co więcej, gdy system zostanie zamontowany na wydechu większego silnika, na przykład śmigłowca, może wytworzyć nawet trzykrotnie więcej mocy - do 146 watów. Podczas symulacji w warunkach wysokich prędkości, charakterystycznych dla ruchu samochodowego, urządzenie osiągało moc 56 watów.
Jak wykorzystać tę technologię w przyszłości?
Naukowcy stwierdzili, że technologię tą można w przyszłości wdrożyć zarówno do pojazdów poruszających się po drogach, jak i obiektów latających (helikopterów). Dzięki takiemu systemowi odzysku auta stałyby się wydajniejsze, bo “energia ze spalin”, mogłaby służyć do zasilania choćby urządzeń pokładowych. Naukowcy twierdzą też, że szczególnie obiecujące jest to, że system mógłby być montowany niemal w każdego rodzaju pojeździe, niezależnie od jego wieku.
Czy ta inwestycja się zwróci?
Według wstępnych szacunków ekspertów, koszt produkcji i instalacji takiego urządzenia mógłby zwrócić się w przeciągu 3-4 lat intensywnego użytkowania pojazdu. Szczególnie interesującą grupą docelową mogłyby być firmy transportowe dysponujące dużą flotą pojazdów ciężarowych, gdzie skala oszczędności byłaby znacznie większa niż w przypadku pojedynczych samochodów osobowych.
