Нанопровод может помочь повысить производительность автомобилей, перерабатывая выхлоп

Нанопровод может помочь повысить производительность автомобилей, перерабатывая выхлоп

Группа исследователей из Sandia National Labs объявили о крупном прорыве в области термоэлектрических нанопроводов, в надежде проложить путь к новым эффективным механизмам в двигателях внутреннего сгорания. Долгосрочная цель команды заключается в использовании нанокабельных конструкций для захвата тепла из выхлопной системы, и применении его в автомобильных сенсорах и периферии.

Внутренняя неэффективность.
Сбор и переработка отходов в автомобиле является известным способом повышения продуктивности, но самый распространенный метод, рекуперативное торможение, восстанавливает лишь десятую часть суммарно потраченной энергии. Как показывает диаграмма, современные автомобили тратят 70-85% энергии от общего производства на нагрев.

Нанопровод может помочь повысить производительность автомобилей, перерабатывая выхлоп
Округлим, плюс-минус, и получим 100%.

Выхлопная система, конечно, вносит огромный вклад в нагрев автомобиля, что означает, что система, которая бы использовала этот нагрев, теоретически могла бы снабжать энергией всю бортовую утварь, без использования дополнительных источников энергии.
Идея использования теплового градиента, чтобы производить энергию не просто важна, а даже критична для некоторых систем. Марсоход Curiosity использует радиоизотопный термоэлектрический генератор, преобразующий тепло, выделяемое в результате распада плутония-238, в электрическое напряжение при помощи турбины. Проблема практически всех термоэлектрических генератором в том, что они не очень-то эффективны. На Curiosity, 2000W от плутония, возвращается только в виде 125W (зонд все же использует оставшееся тепло для поддержания некоторых систем). Обычно, КПД в пределах 5-8%.
Нанопровода обычно имеют размерность 1:1000, и даже выше (их длина в 1000 раз больше толщины), и, благодаря этому, иногда относятся к классификации 1D. Теоретически, нанопровода могут использоваться, чтобы резко повысить электрический КПД в ряде устройств, но только при жестком контроле всех характеристик. Команда Sandia добилась того, что создала материал, в котором тестовый композит (висмут-сурьма) был точно подогнан, размеры кристалла были под строгим контролем, и сплав распределялся равномерно. Все эти три пункта улучшают термоэлектрические характеристики, и их соблюдение поможет преодолеть барьер КПД 5-8%. Текущие провода толщиной всего 70-75 нанометров, и длиной в "много"микрон.
На этот раз, ученые не принялись хаотично прыгать и, вдохновившись открытием, мастерить все подряд; согласно команде Sandia, нанопроводную технологию можно сравнить с солнечной фотовольтаикой. Даже учитывая огромный потенциал и значительную эффективность, сначала предстоит выполнить не менее огромный объем работы, чтобы сделать технологию конкурентоспособной.
Следующим важным этапом будет создание электрического контакта между двумя расположенными рядом кристаллами, и измерение термоэлектрической реакции. если система покажет повышение производительности, это может стать первым шагом в повышении производительности автомобилей, снизить потребление батарей, и других электрических систем, и таким образом, снизить общий вес. Существующие RGT системы, как правило, крайне надежны, с небольшим количеством подвижных частей. Если ее можно будет портировать на выхлопные системы, автомобили начнут работать в разы эффективнее.

По теме: Насколько хватит электромобиля?

По теме: Долой газ, мегаваттная электростанция холодного синтеза теперь ваша

Источник

Система Orphus
comments powered by Disqus
 
Top