موتورهای احتراقی تا ۷۵ درصد انرژی خود را هدر خواهند داد 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 کار علتکاهش فروش خودروهای الکتریکی می‌شود؟

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

اگرچه دستگاه‌های ترموالکتریک که از گرادیان دما برای تبدیل گرما به انرژی منفعت گیری می‌کنند، از قبل وجود داشته‌اند اما این فناوری زیاد پیچیده و سنگین است. علاوه بر این، این دستگاه‌ها زیاد تر به آب خنک کننده نیاز دارند تا اختلاف دمای ملزوم را نگه داری کنند.

این دقیقا همان جایی است که سیستم تازه ژنراتور ترموالکتریک داخل عمل می‌شود و نسبتا مبتکرانه است.

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

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

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

هنگامی که این دستگاه به دریچه‌های اگزوز بالگرد متصل شد، ۱۴۶ وات توان تشکیل کرد. اگرچه این انرژی زیاد ناچیز است، اما با دقت به این که این انرژی به جای رها شدن در حال بازیابی و منفعت گیری است، یک شاهکار قابل دقت محسوب می‌شود.

این سیستم فوق العاده است. می‌توان آن را به راحتی در لوله‌های اگزوز و دیگر دریچه‌های اگزوز خودروهای حاضر بدون نیاز به سیستم‌های خنک کننده اضافی نصب کرد که ضمانت کننده افزایش کارایی و تبدیل شدن آنها به منابعی برای انرژی پاک‌تر است. اگرچه این فناوری به طور خاص برای خودروها تشکیل شده است، اما آشکار است که پتانسیل منفعت گیری 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 منفعت گیری شود و از برق تشکیل شده برای افزایش بُرد باتری منفعت گیری شود.