Термоэлектрический генератор для автомобиля: потери энергии будут снижены

Половина энергетики работает в холостую. Причина – несовершенство технологий: часть вырабатываемой энергии уходит на нагревание окружающего воздуха. Из-за этого КПД автомобильных двигателей не превышает 60%. Сложившуюся ситуацию пытается изменить Ганг Чен – американский ученый, работающий над проблемой в Массачусетском технологическом институте.

Он пытается использовать способность термоэлектрических материалов преобразовывать в электрическую энергию разницу температур. Ранее Карл Содерберг и Ганг Чен с помощью нанотехнологий увеличили эффективность одного из термоэлектрических материалов, что позволяет создавать принципиально новые термоэлектрические преобразователи. В 2008 году ученые на 40% увеличили эффективность термоэлектрического устройства, состоящего большей частью из висмута теллурида сурьмы.

Воплощать в жизнь идеи ученых взялась компания GMZ Energy. Ее специалисты уже создали ТЭГ – термоэлектрический генератор, который представляет собой модуль, преобразующий тепловую энергию в электрическую. Размеры модуля – 25×25 мм при толщине около 6 мм. Устройство предназначено для возвращения части вырабатываемой двигателями энергии в бортовую электросеть, что снижает потери энергии в целом и повышает КПД агрегата.

Генерация электроэнергии начинается при поступлении тепла в верхнюю часть ТЭГ. Возбужденные в полупроводнике электроны начинают двигаться в сторону холодного основания от горячей вершины. Отличие нового метода от использовавшихся ранее в снижении вибрации электронов, что уменьшает потери и увеличивает КПД термоэлектрического генератора. Компания GMZ Energy добилась таким образом увеличения эффективности ТЭГ в среднем на 50% в сравнении с аналогами.

Верхняя часть ТЭГ от GMZ способна выдержать температуру 600°С, в то время как температура нижней будет не более 100°С. При такой разнице модуль площадью 25×25 мм способен произвести около 7,5 Вт электроэнергии. Если такой ТЭГ установить поблизости с выхлопной трубой, можно в значительной степени уменьшить расход топлива и количество вредных выбросов, снизив нагрузку на бортовой электрогенератор.

Последним детищем GMZ является большой ТЭГ мощностью 200 Вт. В его разработке участие принимало Минэнергетики США. Правительство заинтересовано в оснащении такими ТЭГ техники армии. Другое направление применения ТЭГ, которому содействует правительство, является повышением экономичности легковых авто. Теплоэлектрогенераторы от GMZ способны повысить эффективность их двигателей на 5%.

Дата публикации: 27.10.2014
1574

Тэги:

энергетика,

наука,

исследования

Популярное в новостях

Популярное в аналитике