Pensilvanijos valstijos universiteto Mechanikos inžinerijos katedros mokslininkai sukūrė prietaisą, kuris gali pakeisti požiūrį į transporto priemonių išmetamųjų teršalų kiekį. Jų išradimas leidžia išmetamųjų dujų išmetimo vamzdžio atliekinę šilumą paversti elektra. Skamba pernelyg gerai, kad būtų tiesa?
Šiuolaikiniai vidaus degimo varikliai, nepaisant didelių technologinių pasiekimų per pastaruosius 20 metų, vis dar pasižymi mažu efektyvumu. Net pažangiausi varomieji agregatai gali panaudoti tik apie 50 proc. degaluose esančios energijos, o likusi dalis prarandama kaip šiluma. Būtent šią prarastą energiją mokslininkai nusprendė panaudoti naudingu būdu.
Išmetamųjų dujų pavertimas energija – kaip tai veikia?
Rabeya Bosra Smrit vadovaujama tyrėjų grupė sukūrė prietaisą, kuriame naudojamas termoelektrinis reiškinys. Veikimo pagrindas – elektronų judėjimas, kurie juda iš karštesnės medžiagos dalies į šaltesnę ir taip sukuria elektros srovę. Konstrukcijoje buvo naudojamas puslaidininkis, pagamintas iš bismuto ir telūro. Pagrindinis iššūkis buvo išlaikyti tinkamą temperatūrų skirtumą tarp dviejų prietaiso dalių.
Sprendimo naujoviškumas slypi paprastame, bet efektyviame šilumos radiatoriuje, kurį sudaro išmetimo vamzdį supantis briaunuotas cilindras. Tokia konstrukcija suteikia papildomą paviršiaus plotą šilumai išsklaidyti priverstinės konvekcijos būdu, t. y. naudojant tekantį orą transporto priemonei judant. Skirtingai nuo ankstesnių sprendimų, kuriuose naudotas aušinimas vandeniu, naujoji sistema yra daug paprastesnė ir praktiškesnė naudoti.
Iki šiol atlikti bandymai parodė, kad prietaisas iš automobilio išmetimo vamzdžio gali generuoti apie 40 vatų elektros energijos, kurios pakanka elektros lemputės maitinimui. Dar daugiau, kai sistema įrengiama prie didesnio variklio, pavyzdžiui, sraigtasparnio, išmetamųjų dujų, ji gali generuoti iki trijų kartų daugiau energijos – iki 146 vatų. Modeliuojant dideliu greičiu, būdingu automobilių eismui, prietaisas pasiekė 56 vatų galią.
Kaip šią technologiją naudoti ateityje?
Tyrėjai teigė, kad ši technologija ateityje galėtų būti pritaikyta ir kelių transporto priemonėms, ir skraidantiems objektams (sraigtasparniams). Tokia rekuperacijos sistema padidintų automobilių efektyvumą, nes „išmetamųjų dujų energiją“ būtų galima panaudoti, pavyzdžiui, borto įrangai maitinti. Tyrėjai taip pat teigia, kad ypač daug vilčių teikia tai, jog šią sistemą būtų galima įrengti beveik bet kokio tipo transporto priemonėse, nepriklausomai nuo jų amžiaus.
Ar šios investicijos atsipirks?
Pirminiais ekspertų skaičiavimais, tokio įrenginio gamybos ir montavimo išlaidos galėtų atsipirkti per trejus-ketverius intensyvaus transporto priemonės naudojimo metus. Ypač įdomi tikslinė grupė galėtų būti transporto įmonės, turinčios didelius sunkvežimių parkus, kur būtų galima sutaupyti daug daugiau lėšų nei naudojant atskirus lengvuosius automobilius.
Šaltinis: Interia
