Автомобиль превращают в электростанцию

Так, ученые из Технологического института Джорджии (США) подумали: если мы постоянно носим в кармане мобильный телефон, нельзя ли сделать так, чтобы в это время устройство не разряжалось, а наоборот, подзаряжалось от энергии движения человека? Совершать такое превращение энергии в этом случае можно с помощью пьезоэлектрического эффекта. Он состоит в том, что определенные материалы под воздействием механического давления создают электрическое напряжение. Этот эффект известен давно, он применяется в самых разнообразных устройствах — микрофонах, сенсорах, часах, но чтобы зарядить таким образом телефон, требуется более мощный пьезогенератор. Собственно, американским ученым и удалось его создать на основе нанопроволоки из оксида цинка.

Еще более оригинальное применение пьезоэффекту придумали в Голландии. Владельцы одного из роттердамских ночных клубов вмонтировали пьезоэлементы в участок танцпола площадью 30 м². Особо энергичные посетители, пляшущие на этом участке, могут вырабатывать до 20 Вт электричества, чего хватит для подсветки танцпола. Идея показалась экспертам занимательной. Возможно, подобным образом можно будет добывать электричество из-под поверхностей, по которым активно топчутся люди, — платформ вокзалов, полов в супермаркетах, спортзалах и студиях фитнеса.

Если уж считается, что люди зря расходуют энергию, что тогда говорить о машинах? Так оно и есть. Специалисты посчитали, что около двух третей энергии, которую автомобиль получает, сжигая топливо, теряется в виде отработанного тепла. Калифорнийская фирма BSST и концерн General Motors недавно заявили о разработке новых термоэлектрических генераторов, позволяющих превратить это тепло в электроэнергию, тем самым повысив эффективность горючего на 5%.

В термоэлементах, из которых состоит такой генератор, ток возникает благодаря так называемому эффекту Зеебека видео (в замкнутой электрической цепи проводников, изготовленных из двух различных материалов, может возникнуть электродвижущая сила, для этого нужно поддерживать при разных температурах места их контактов). Существующие термоэлементы, по сути, непригодны для того, чтобы превратить автомобиль в электростанцию, — из-за своей неэффективности и дороговизны. Так, например, теллурид висмута (соединение дорогого полуметалла теллура, которое часто используется в термоэлементах) действует лишь при температуре, не превышающей 250 °С. А в автомобиле такой элемент должен выдерживать вдвое более высокую температуру. Собственно, BSST и General Motors и намерены осуществить в этой сфере маленький переворот, независимо друг от друга разработав новые материалы для электрогенераторов. Нынешним летом BSST испытает их на некоторых моделях автомобилей BMW и Ford, а General Motors — на внедорожнике Chevrolet.

BSST использует в своих термоэлементах сплав металлов гафния и циркония, что позволяет повысить эффективность генератора на 40%. General Motors, в свою очередь, ориентируется на новый класс термоэлектрических материалов — так называемые скуттерудиты. Это минералы, являющиеся рудой для добычи кобальта, никеля и мышьяка. По расчетам General Motors, мощность генератора на основе скуттерудитов может составлять 350 Вт, а эффективность горючего благодаря ему повысится на 3%.

Однако любые технологические достижения имеют обратную сторону. Добыча скуттерудитов — процесс достаточно длительный и далеко не дешевый, кроме того, они ядовиты, и их не так просто встроить в прибор. Наконец, в месте контакта материалов, из которых состоит термоэлемент, возникает электрическое сопротивление, из-за чего контакт разогревается, и устройство быстрее выходит из строя. Возможно, решить эту проблему можно будет, подобрав более удачную комбинацию материалов для термоэлемента. В любом случае, специалисты General Motors считают, что термоэлектрические генераторы серийным образом можно будет устанавливать в автомобилях не ранее чем через четыре года.