Термоэлектрический генератор – преобразование тепла выхлопных газов в электроэнергию

В центре нанотехнологий Бирка докторант Факультета машиностроения Университета Пердью Ягуо Ван трудится с скоростными лазерами. Основной объект его изучений – термоэлектрический генератор, устройство, предназначенное для преобразования тепла от выхлопных газов двигателя в электричество. При условии успешного завершения разработки применение таких устройств разрешит значительно сократить расход горючего автомобиля.

В активе проекта – трехлетняя дотация от Национального Министерства и научного фонда энергетики США на сумму 1,4 млн. долларов. По словам Ксианфана Сюй, доктора наук Факультета машиностроения, электротехники и вычислительной техники Университета Пердью, команда разработчиков Университета Пердью кроме этого деятельно сотрудничает с Дженерал моторс. Именно на данный момент эта компания занимается разработкой модели, в которой будут употребляться термоэлектрические генераторы, либо ТЭГ.

Задачей ТЭГ есть производство электрического тока для питания и зарядки батареи электрических совокупностей автомобиля – это не большое количество, но вполне достаточно для сокращения нагрузки расхода и уменьшения двигателя горючего. Прототип для того чтобы устройства, будучи установлен в совокупности выпуска двигателя сходу за каталитическим нейтрализатором отработавших газов, сможет «собирать» тепло выхлопных газов, доходящее до 700 градусов Цельсия, либо 1300 градусов по Фаренгейту.

До тех пор пока что термоэлектрические разработки не могут выдержать жар в каталитических нейтрализаторов, где температура газов достигает 1000 градусов Цельсия. Исследователи замечательно знают, что это разрешило бы экономить еще больше топлива, и работаютнад разработкой новых и усовершенствованием технологии жаростойких термоэлектриков.

Начало важных работ запланировано на первое января 2011 года. Первый прототип обязан сократить расход горючего на 5 процентов, последующие устройства, талантливые действующий при более больших температурах, разрешат расширить данный показатель до 10 процентов.

Местом проведения изучений был выбран Центр Нанотехнологий Бирка в Парке Открытий (Discovery Park) Университета Пердью. В состав исследовательской группы (во главе с Ксианфаном Сюй) вошли следующие члены профессорско-преподавательского состава Университета Пердью: Тимоти Фишер, доктор наук Факультета машиностроения; Стивен Хеистер, астронавтики Факультета и профессор аэронавтики; Тимоти Сэндс, доктор наук Факультета технических наук имени Бэзила С. Тернера, доктор наук Факультета материаловедения, электротехники и вычислительной техники, аккуратный вице-проректор и президент по учебной работе; и Юэ Ву, доцент Факультета химических разработок. Пока же предварительными работами занимаются студенты Университета под управлением все того же доктора наук Сюй.

Термоэлектрический материал содержится в чипах размером в пара квадратных дюймов (1 дюйм = 2,54 см), любой из которых спроектирован с учетом его местонахождения в совокупности. Чипы вычислены на работу при разных температурах, так при прохождении через совокупность газ охлаждается, – отметил  доктор наук.

Исследователи решаютнадёжности повышения системы и вопросы эффективности, пробуют отыскать оптимальное сочетание материалов с учетом разности их расширения при нагревании, и ищут другие методы извлечения из выхлопных газов как возможно большего количества тепла.

Термоэлектрические материалы создают электричество при наличии отличия температур. Со стороны контакта с выхлопными газами материал должен быть горячим, а иначе – холодным, и эта отличие должна быть таковой, дабы электрический ток производился неизменно, – пояснил Сюй. И он знает, о чем говорит, поскольку срок сотрудничества доктора наук с  Дженерал моторс насчитывает уже десять лет, а изучениями в области термоэлектричества ученый занимается и того продолжительнее.

Так, наиболее значимая цель текущих изысканий содержится в разработке материалов, каковые не хорошо проводили бы тепло. Нам не требуется, дабы тепло скоро передавалось от тёплой к холодной стороне чипа, – увидел ученый. – Напротив, для постоянного производства электрического тока нам нужно всегда поддерживать эту разность температур.

До тех пор пока что в разработке Дженерал моторс употребляется термоэлектрический материал называющиеся скуттерудит – минерал, складывающийся из кобальта, арсенида, никеля либо железа. Самая серьёзная задача для нас пребывает в проектировании на системном уровне. Так как необходимо сделать так, дабы выхлопные газы двигателя отдавали материалу как возможно больше тепла, – поделился Ксианфана Сюй.

Для уменьшения теплопроводности  скуттерудита исследователи расширяют его состав за счет редкоземельных элементов, например, лантана, цезия, эрбия и неодима. Потому, что применение чистых редкоземельных элементов обходится недешево, ученые трудятся над тем, дабы заменить их сплавами мишметалла (mischmetals).

Все эти изучения проводятся на базе уже существующих разработок Университета Пердью с участием Национального научного фонда, Управления перспективного планирования оборонных научно-исследовательских работ, Управления научных изучений ВВС и Центра передовых разработок Университета Роллс-Ройс.

По словам разработчиков, в возможности термоэлектрические разработки возможно будет применять и для других целей, к примеру, преобразования отходящей теплоты в электричество в жилых зданиях и на электростанциях либо для производства солнечных батарей и полупроводниковых холодильных установок нового типа.
Источник: www.physorg.com

• выброс
• выхлопные газы
• генерация
• нано
• тепло
• тепловая энергия
• термоэлектрический

Author: NataKon

Случайные записи:

• Ruilin m1: первый китайский электромобиль от chery auto пошел в серию
• Toyota уладила дело о нарушении патента по гибридным автомобилям

Термоэлектрический генератор

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Термоэлектрический генератор вернёт автомобилю потерянную энергию

  Более половины энергетики США трудится впустую. Не вследствие того что бездельничает, а по той причине, что большинство энергии, расходуемой, к примеру,…

• Новый метод производства термоэлектрических генераторов

  Большинство энергии, которую мы производим, исчезает в воздухе, оставаясь неиспользованной. Узкие термоэлектрические генераторы смогут оказать помощь…

• Новое устройство выработки электроэнергии за счет тепла

  Батареи, электрические устройства от смартфонов и компьютеров до машин с электрическим приводом довольно часто делаются из токсичных материалов, таких…

• Новая технология позволяет превратить тепло в электричество при помощи электрохимических реакций

  Ежегодно эксперты Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratory) воображают результаты собственных…