تولید برق از اگزوز خودرو با یک دستگاه مبتکرانه

به گزارش ایسنا، موتورهای احتراقی تا ۷۵ درصد انرژی خود را هدر می‌دهند که این انرژی به شکل گرمای موتور آزاد می‌شود یا از طریق لوله اگزوز آزاد می‌شود. اما اگر بتوان آنها را کارآمدتر و سبزتر کرد چه اتفاقی می‌افتد؟ آیا این امر باعث کاهش فروش خودروهای الکتریکی می‌شود؟

به نقل از نیواطلس، بر اساس گزارشی که در مجله علمی ACS Applied Materials and Interfaces  منتشر شده است، محققان دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا ادعا می‌کنند که روشی را برای تبدیل گرمای خروجی اگزوز به انرژی با استفاده از دستگاه کوچکی که می‌تواند بر روی لوله اگزوز خودرو نصب شود، کشف کرده‌اند که به آن ژنراتور ترموالکتریک (TEG) می‌گویند.

اگرچه دستگاه‌های ترموالکتریک که از گرادیان دما برای تبدیل گرما به انرژی استفاده می‌کنند، از قبل وجود داشته‌اند اما این فناوری بسیار پیچیده و سنگین است. علاوه بر این، این دستگاه‌ها اغلب به آب خنک کننده نیاز دارند تا اختلاف دمای لازم را حفظ کنند.

این دقیقا همان جایی است که سیستم جدید ژنراتور ترموالکتریک وارد عمل می‌شود و نسبتا مبتکرانه است.

ژنراتورهای ترموالکتریک (TEG) بر اساس اصل جذب گرما و تبدیل آن به نیروی الکتریکی کار می‌کنند. هنگامی که الکترون‌ها در نزدیکی منبع گرما مانند لوله اگزوز قرار می‌گیرند، از سمت گرم به سمت سرد می‌روند و جریان الکتریکی ایجاد می‌کنند. بیسموت تلوراید (Bismuth-telluride)، یک ماده نیمه رسانا که به طور موثر این جریان الکترونی را تقویت می‌کند، در ژنراتورهای ترموالکتریک توسط محققان استفاده شده است.

حفظ اختلاف دما بین دو طرف دستگاه بدون به خطر انداختن راندمان، بخش دشوار این معادله است. به منظور پرداختن به این موضوع، محققان یک دستگاه با برآمدگی‌های باله مانندی که در اطراف لوله اگزوز پیچیده شده است، تولید کردند و گرما را از طریق همرفت اجباری دفع کردند.

نمونه اولیه حداکثر خروجی ۴۰ وات را تولید می‌کند که برای کاربردهای کم مصرف مانند شارژ گوشی کافی است. این گروه توانست ۵۶ وات الکتریسیته تولید کند.

هنگامی که این دستگاه به دریچه‌های اگزوز بالگرد متصل شد، ۱۴۶ وات توان تولید کرد. اگرچه این انرژی بسیار ناچیز است، اما با توجه به اینکه این انرژی به جای رها شدن در حال بازیابی و استفاده است، یک شاهکار قابل توجه محسوب می‌شود.

این سیستم فوق العاده است. می‌توان آن را به راحتی در لوله‌های اگزوز و سایر دریچه‌های اگزوز خودروهای موجود بدون نیاز به سیستم‌های خنک کننده اضافی نصب کرد که تضمین کننده افزایش کارایی و تبدیل شدن آنها به منابعی برای انرژی پاک‌تر است. اگرچه این فناوری به طور خاص برای خودروها ایجاد شده است، اما واضح است که پتانسیل استفاده از آن، در انواع دیگر سیستم‌های حمل و نقل وجود دارد.

علاوه بر این، این فناوری به طور بالقوه می‌تواند به بهترین شکل در خودروهای هیبریدی استفاده شود و از برق تولید شده برای افزایش بُرد باتری استفاده شود.