Spalovací motory přinesly moderní dopravu, ale za strašlivou cenu. Ve své době byly levnější než jiné typy pohonu, ale vyžadovalo to masivní těžbu fosilních paliv a vypouštění ohromného množství emisí, od klimatických až po brutálně toxické. Další věc je, že spalovací motory extrémně plýtvají energií. Musíte toho spálit hodně, abyste se rozjeli.
Spalovací motory promrhávají až 75 procent energie, která buď ohřeje motor anebo vyletí ven výfukem. Co kdyby se ale spalovací motory jako takové staly účinnějšími a vstřícnějšími vůči prostředí?
Pozoruhodné řešení nabízejí odborníci Pennsylvania State University, kteří vyvinuli technologii pro přeměnu výfukového tepla na využitelnou energii. Slouží k tomu nevelké zařízení, tedy termoelektrický generátor, který lze namontovat na automobilový výfuk. Takové generátory absorbují teplo a vytvářejí elektrický proud. Když se ocitnou blízko vnějšího zdroje tepla, jako je třeba výfuk, elektrony proudí z teplé na chladnou stranu generátoru a vzniká elektrický proud. Termoelektrický generátor pro výfuky je založený na polovodičovém materiálu teluridu bizmutu.
V podobných případech bývá problém udržet potřebný gradient teploty v rámci termoelektrického generátoru. Obvykle to vyžaduje komplikované technologie, někdy i chlazení vodou. Bed Poudel a jeho kolegové přišli s geniálním nápadem a vyvinuli chladič s „ploutvemi,“ obepínajícími výfuk, které odvádějí teplo nucenou konvekcí. Je to jako velký větrák pro procesor u nějakého herního počítače.
##seznam_reklama##
Prototyp nového termoelektrického generátoru dosahuje výkonu zhruba 40 W, což je dost pro aplikace méně náročné na energii typu nabíjení chytrého telefonu. V simulacích jízdy automobilem vysokou rychlostí se vědci dostali až na 56 W. S výfuky u vrtulníku to bylo 146 W. Stále to není úplně mnoho, ale jde o energii, která se doposud ztrácí zcela bez využití.
Velkou výhodou tohoto generátoru je, že ho lze snadno instalovat na rozmanité výfuky dnes existujících strojů, aniž by bylo nutné zavádět nějaké extra chladicí systémy. Technologie sice byla vyvinutá pro automobily, ale v zásadě ji lze posadit do všeho, co využívá výfuky s horkými spalinami. Byla by výhodná pro čtyřkolky a motorky, protože by jim usnadnila odvod tepla. Slušný potenciál má pro vozidla s hybridním pohonem, u nichž může vyrábět elektřinu pro baterie. Uvidíme, jak si technologie povede v budoucnu.
Video: Thermoelectric generator Electricity from heat | Generator with Thermoelectric
Literatura