Mobil Anda membuang -buang energi dan para ilmuwan baru saja menemukan perbaikan
Sebagian besar bahan bakar dalam kendaraan bertenaga gas terbuang sia-sia, tetapi sebuah studi baru mengungkapkan cara untuk mengubah energi yang hilang ini menjadi listrik.
Para peneliti telah mengembangkan generator termoelektrik yang menangkap panas knalpot dan mengubahnya menjadi daya yang dapat digunakan. Tidak seperti sistem sebelumnya, yang berat dan membutuhkan pendinginan ekstra, desain baru ini ringan, efisien, dan bekerja di lingkungan berkecepatan tinggi.
Energi yang terbuang di mesin pembakaran
Mesin pembakaran bertenaga gas membuang sekitar 75% dari energi bahan bakar mereka sebagai panas, dengan hanya seperempat yang digunakan untuk bergerak. Studi baru di Bahan & Antarmuka Terapan ACS mengeksplorasi cara untuk memanfaatkan panas yang hilang ini dan mengubahnya menjadi listrik. Para peneliti telah mengembangkan prototipe generator termoelektrik yang dapat meningkatkan efisiensi bahan bakar dan mengurangi emisi karbon dioksida, menawarkan dorongan potensial untuk upaya energi yang berkelanjutan.
Mengubah panas limbah menjadi listrik
Limbah bahan bakar tidak hanya mengurangi efisiensi tetapi juga meningkatkan emisi gas rumah kaca, menyoroti perlunya sistem pemulihan limbah yang lebih baik. Sistem termoelektrik, yang menggunakan bahan semikonduktor untuk menghasilkan listrik dari perbedaan panas, menawarkan solusi. Namun, sebagian besar desain yang ada adalah besar, kompleks, dan membutuhkan air pendingin tambahan untuk menjaga efektivitas.
Sekarang, tim peneliti yang dipimpin oleh Wenjie Li dan Bed Poudel telah mengembangkan generator termoelektrik yang lebih ringkas yang secara efisien menangkap dan mengubah panas buang dari kendaraan berkecepatan tinggi-termasuk mobil, helikopter, dan kendaraan udara tak berawak-menjadi energi yang dapat digunakan.
Desain generator termoelektrik yang inovatif
Generator termoelektrik baru para peneliti mengandung semikonduktor yang terbuat dari bismuth-telluride dan menggunakan penukar panas (mirip dengan yang digunakan dalam AC) untuk menangkap panas dari pipa knalpot kendaraan. Tim juga memasukkan sepotong perangkat keras yang mengatur suhu, yang disebut heatsink. Heatsink secara signifikan meningkatkan perbedaan suhu, yang secara langsung mempengaruhi output listrik sistem.
Prototipe mereka mencapai daya output 40 watt, cukup untuk menyalakan bola lampu. Yang penting, hasilnya menunjukkan bahwa kondisi aliran udara yang tinggi, seperti yang ditemukan di pipa knalpot, meningkatkan efisiensi, sehingga meningkatkan output listrik sistem.
Simulasi berkecepatan tinggi dan potensi masa depan
Dalam simulasi yang meniru lingkungan berkecepatan tinggi, sistem limbah-panas menunjukkan fleksibilitas yang luar biasa; Sistem mereka menghasilkan hingga 56 W untuk kecepatan knalpot seperti mobil dan 146 W untuk kecepatan buang seperti helikopter, atau setara dengan lima dan 12 baterai lithium-ion 18650, masing-masing.
Para peneliti mengatakan sistem praktis mereka dapat diintegrasikan langsung ke outlet knalpot yang ada tanpa perlu sistem pendingin tambahan. Ketika permintaan untuk solusi energi bersih meningkat, mereka menambahkan bahwa pekerjaan ini dapat membuka jalan menuju integrasi praktis perangkat termoelektrik ke dalam kendaraan berkecepatan tinggi.
Referensi: “Pemanenan energi termoelektrik untuk pemulihan panas limbah buang: desain sistem” oleh Rabeya Bosry Smriti, Wenjie Li, Amin Nozariasbmarz, Subrata Ghosh, Na Liu, Christopher D. Rahn, Mohan Sanghadasa, Shashank Priya dan Bed Poudel, 7 Januari 202, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari, 7 Januari. Bahan & Antarmuka Terapan ACS.
Doi: 10.1021/acsami.4c18023
Penulis mengakui pendanaan dari Program Dana Inovasi Cepat Angkatan Darat; Program Pusat Penelitian Koperasi Industri-Universitas Nasional Yayasan melalui Pusat Bahan dan Sistem Pemanenan Energi; dan Kantor Penelitian Angkatan Laut.
