Pensilvanijos valstijos universiteto Mechanikos inžinerijos katedros mokslininkai sukūrė novatorišką prietaisą, kuris gali iš esmės pakeisti transporto priemonių išmetamųjų dujų panaudojimą. Jų naujovė leidžia išmetamųjų dujų atliekinę šilumą paversti elektra ir taip padidinti bendrą energijos vartojimo efektyvumą.
Vidaus degimo varikliai vis dar veikia tik apie 50 proc. efektyvumu, todėl didelė dalis degalų energijos prarandama kaip šiluma. Šia nauja technologija siekiama surinkti ir panaudoti šią prarastą energiją, kad transporto priemonės taptų tvaresnės ir efektyviau naudotų energiją.
Kaip tai veikia?
Rabeya Bosry Smrit vadovaujama tyrėjų grupė sukūrė prietaisą, kuris naudoja termoelektrinį efektą. Šis principas leidžia elektronams judėti nuo įkaitusio paviršiaus prie vėsesnio, taip gaminant elektros energiją. Pagrindinis šios sistemos komponentas yra iš bismuto ir telūro pagamintas puslaidininkis, kuris efektyviai praleidžia šilumą ir paverčia ją elektros energija.
Didžiausias iššūkis buvo išlaikyti reikiamą temperatūrų skirtumą tarp dviejų prietaiso dalių. Sprendimas? Cilindro formos radiatorius su aušinimo briaunomis, kuris supa išmetimo vamzdį. Ši konstrukcija padidina šilumos išsklaidymo paviršiaus plotą ir naudoja priverstinę konvekciją – oro srautą, kurį sukuria transporto priemonės judėjimas, kad sistema būtų veiksmingai aušinama.
Skirtingai nuo ankstesnių konstrukcijų, kuriose buvo naudojamas aušinimas vandeniu, ši oru aušinama sistema yra paprastesnė, patikimesnė ir lengviau pritaikoma realiame pasaulyje.
Kiek elektros energijos galima pagaminti?
- Dabartiniai bandymai rodo, kad prietaisas gali generuoti apie 40 vatų elektros energijos iš automobilio išmetimo vamzdžio – tiek, kad užtektų standartinei elektros lemputei.
- Sumontavus ant didesnių variklių, pavyzdžiui, esančių sraigtasparniuose, galia padidėja iki 146 vatų.
- Remiantis modeliavimo duomenimis, važiuojant didesniu transporto priemonės greičiu, sistema pagamina iki 56 vatų.
Galimi taikymai ir būsimi naudojimo būdai
Šią technologiją galima pritaikyti daugelyje sričių, įskaitant:
- Maitinti automobilyje esančią elektroniką – sumažinti transporto priemonės generatoriaus apkrovą.
- Degalų naudojimo efektyvumo didinimas – panaudojant atliekinę šilumą, kad būtų sumažinti bendri energijos nuostoliai.
- Naudojimas orlaiviuose ir kituose transporto sektoriuose – naudą galėtų gauti sraigtasparniai, sunkvežimiai ir net traukiniai.
Tyrėjai pabrėžia, kad sistema galėtų būti įdiegta beveik bet kurioje transporto priemonėje, nepriklausomai nuo jos amžiaus ar degalų rūšies. Tai reiškia, kad net senesni benzininiai ir dyzeliniai automobiliai galėtų tapti efektyvesni, nereikalaudami didelių pakeitimų.
Ar tai ekonomiškai efektyvu?
Preliminariais skaičiavimais, šios sistemos gamybos ir įrengimo išlaidos gali atsipirkti per 3-4 metus, kai ji bus reguliariai naudojama automobilyje.
Įmonės, turinčios didelius transporto priemonių parkus, pavyzdžiui, logistikos ir transporto įmonės, galėtų gerokai sutaupyti degalų sąnaudų, todėl ši technologija ypač patraukli sunkiasvorėms transporto priemonėms.
Žingsnis tvaresnės ateities link?
Automobilių pramonei pereinant prie elektrifikavimo ir energijos vartojimo efektyvumo, tokios inovacijos galėtų praplėsti vidaus degimo variklių naudingumą ir kartu sumažinti atliekų kiekį bei pagerinti bendrą tvarumą.
Toliau tobulinant ir komercializuojant, šis atradimas gali paskatinti pažangesnį ir efektyvesnį energijos naudojimą transporto priemonėse visame pasaulyje.
Ar ši technologija gali pakeisti automobilių pramonės padėtį? Ar įdiegtumėte ją savo automobilyje? Pasidalykite savo mintimis žemiau esančiuose komentaruose!
