Efektywnie przekształcaj ciepło w energię elektryczną dzięki GMZ Energy

Znaczna część energii, na przykład w samochodach, jest rozpraszana w postaci ciepła w atmosferze, z reguły są to nieodwracalne straty związane oczywiście z niepotrzebnymi wydatkami. Jednak naukowiec Gang Chen, który pracuje w Massachusetts Institute of Technology w Cambridge, USA, postawił sobie za zadanie wykorzystanie tego zmarnowanego ciepła odpadowego do optymalizacji zużycia energii.

Tradycyjnie materiały termoelektrycznezdolne do przekształcania różnicy temperatur w różnicę potencjałów elektrycznych, mają niską efektywność energetyczną, co sprawia, że ​​ich powszechne stosowanie jest niepraktyczne. Ale już w 2004 roku dzięki Gang Chen i Karl Richard Soderberg nanotechnologia, znacznie poprawiło skuteczność jednego z tych materiałów, co dało możliwość stworzenia bardziej opłacalnego urządzenia termoelektryczne. W 2008 roku udoskonalili konwerter termoelektryczny oparty na bizmucie i antymonie o 40 procent.

Aby wprowadzić technologię, stworzyli wynalazcy GMZ Energy. Wykorzystano wczesne osiągnięcia, opracowano generator termoelektrycznyw stanie przywrócić ciepło wytwarzane przez pojazd z powrotem do sieci pokładowej, a tym samym zwiększyć wydajność. Urządzenie (termoelektryczny generator TEG) tworzy różnicę potencjałów, gdy ciepło przepływa przez półprzewodnik z jego górnej części do zimna (podstawy urządzenia).

W konwencjonalnych przetwornikach tego typu wydajność jest zmniejszana z powodu wibracji elektronów, ale innowacja polega na przezwyciężeniu tego szkodliwego efektu, a zatem wydajność energetyczna wzrasta o 30-60 procent w porównaniu z analogami, ponieważ energia jest przenoszona wyłącznie przez ruch elektronów, a nie wibracje.

Najnowsza modyfikacja generatora termoelektrycznego jest w stanie wytrzymać ogrzewanie jego górnej części do 600 stopni Celsjusza, przy temperaturze bazowej 100 stopni Celsjusza. Pozwala to na różnicę 500 stopni Celsjusza w przeliczeniu mocy na 7,2 W przy powierzchni urządzenia wynoszącej zaledwie 4 cm2. Jeśli taki TEG zostanie umieszczony obok rury wydechowej samochodu, obciążenie sieci pokładowej zostanie znacznie zmniejszone, a szkodliwe emisje do atmosfery zostaną zminimalizowane.

Niedawno, przy wsparciu Departamentu Energii USA, naukowcy przedstawili się 200 watowy generator, który planuje się zainstalować na zbiornikach w celu zmniejszenia kosztów paliwa. Podobnie planowana jest optymalizacja w sektorze motoryzacyjnym, w którym oczekuje się zwiększenia wydajności dzięki TEG o 5 procent.

Wiele lat ciężkiej pracy pomogło naukowcom, popełniwszy błędy, nauczyć się wybierać odpowiedni materiał dla każdego określonego zakresu temperatur roboczych, aby wydajność była jak najwyższa.

W bieżącej produkcji generatorów termoelektrycznych GMZ Energy skoncentrowała się na stopach o silnej strukturze krystalicznej, która zapewnia niezawodną stabilność w wysokich temperaturach. Plany przyszłego wykorzystania takich materiałów jak tellurku bizmutu, tellurku ołowiu, krzemu, germanu i innych. Profesor Chen postrzega swój cel jako stymulowanie innowacji, a co najważniejsze, wdrażanie innowacyjnych pomysłów.

Zobacz także na ten temat:Efekt Peltiera - magiczny efekt prądu elektrycznego