美國研究人員將汽車和直升機(jī)尾氣轉(zhuǎn)化為熱電能

2025-02-19 10:39:06來源：蓋世汽車關(guān)鍵詞：廢熱回收系統(tǒng)閱讀量：22266

導(dǎo)讀：據(jù)外媒報(bào)道，賓夕法尼亞州立大學(xué)帕克分校等機(jī)構(gòu)的研究人員展示了一種熱電發(fā)電機(jī)系統(tǒng)原型，可以減少燃料消耗和二氧化碳排放，有望促進(jìn)可持續(xù)能源發(fā)展。

　　內(nèi)燃機(jī)(即通過汽油驅(qū)動(dòng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī))僅使用燃料潛在能量的四分之一，其余部分則以熱量的形式通過廢氣流失?，F(xiàn)在，在期刊《ACS應(yīng)用材料與界面(ACS Applied Materials & Interfaces)》上發(fā)表的一項(xiàng)研究展示了如何將廢氣熱量轉(zhuǎn)化為電能。據(jù)外媒報(bào)道，賓夕法尼亞州立大學(xué)帕克分校(Pennsylvania State University, University Park)等機(jī)構(gòu)的研究人員展示了一種熱電發(fā)電機(jī)系統(tǒng)原型，可以減少燃料消耗和二氧化碳排放，有望促進(jìn)可持續(xù)能源發(fā)展。

　　燃料效率低下會(huì)導(dǎo)致溫室氣體排放，因此需要?jiǎng)?chuàng)新廢熱回收系統(tǒng)。熱回收系統(tǒng)(稱為熱電系統(tǒng))使用半導(dǎo)體材料，根據(jù)溫差將熱量轉(zhuǎn)化為電能。然而，許多現(xiàn)有熱電設(shè)備設(shè)計(jì)笨重且復(fù)雜，需要額外的冷卻水來維持必要的溫差?，F(xiàn)在，由Wenjie Li和Bed Poudel領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出緊湊型熱電發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，可以有效地將汽車、直升機(jī)和無人機(jī)等高速運(yùn)載工具的廢氣余熱轉(zhuǎn)化為能量。

　　這種新型熱發(fā)電機(jī)包含由碲化鉍制成的半導(dǎo)體，并使用熱交換器(類似于空調(diào)中使用的熱交換器)來收集汽車排氣管道中的熱量。該團(tuán)隊(duì)還集成可以調(diào)節(jié)溫度的硬件，稱為“散熱器”。該散熱器能夠明顯增加溫度差，從而直接影響系統(tǒng)電輸出。該原型可以實(shí)現(xiàn)40瓦的輸出功率，大約足以為燈泡供電。重要的是，結(jié)果表明高氣流條件(例如排氣管中的條件)可以提高效率，從而增加系統(tǒng)的電輸出。

　　在模擬高速環(huán)境的仿真過程中，該廢熱系統(tǒng)表現(xiàn)出很強(qiáng)的通用性，在類似汽車的排氣速度下可產(chǎn)生56w的功率，在類似直升機(jī)的排氣速度下產(chǎn)生146w，分別相當(dāng)于5個(gè)和12個(gè)18650鋰離子電池的功率。

　　研究人員表示，這種實(shí)用系統(tǒng)可以直接集成至現(xiàn)有排氣口，而不需要額外的冷卻系統(tǒng)。隨著人們對(duì)清潔能源解決方案的需求不斷升級(jí)，這項(xiàng)工作可能有助于將熱電裝置實(shí)際集成至高速車輛中。

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