Energia pozyskiwana z ciepła odpadowego

Od połowy do dwóch trzecich paliw kopalnych spalanych w celu uzyskania energii jest uwalniana do atmosfery w postaci ciepła. Chociaż od dawna wiadomo było, że ciepło odpadowe może być przekształcane w energię, wydajność pierwszych systemów wytwarzania energii termoelektrycznej była tak niska, że ich zastosowanie było poważnie ograniczone.


Generatory termoelektryczne są zasadniczo urządzeniami przeznaczonymi do przekształcania ciepła bezpośrednio w energię elektryczną dzięki wykorzystaniu dwóch materiałów i gradientu temperatury. Im wyższa jest różnica temperatur między "gorącą" i "zimną" stroną, tym większa jest ilość wytwarzanej energii.


W ramach projektu POWER DRIVER naukowcy skoncentrowali swoje wysiłki na opracowaniu generatorów termoelektrycznych, które mogłyby być produkowane na masową skalę w celu odzyskiwania ciepła odpadowego w przemyśle motoryzacyjnym.


Dokładniej rzecz ujmując, zaprojektowano dwa małe generatory termoelektryczne: jeden z nich bazuje na materiałach krzemkowych, drugi na materiałach tellurkowych. Materiały oparte na krzemku i tellurku ołowiu (Pb/Te) zostały zsyntetyzowane, a następnie przetworzone przy wykorzystaniu iskrowego spiekania plazmowego w celu wytworzenia materiałów termoelektrycznych cechujących się wydajnością porównywalną do tej, jaka jest opisywana w literaturze naukowej.


Urządzenia termoelektryczne zostały zsyntetyzowane z elektroniką sterującą i zasilającą. Najbardziej odpowiednie rozwiązanie zostało wybrane w celu zamontowania go w urządzeniu do prób z zastosowaniem gorącego powietrza, po czym przeprowadzono symulację pracy układu wydechowego silnika spalinowego o pojemości 2 litrów, aby określić wydajność wybranego rozwiązania. Uzyskane w ten sposób dane w połączeniu z szacunkowymi kosztami produkcji i sprzedaży stanowiły podstawę do oceny handlowej atrakcyjności tej nowej technologii.


Po zakończeniu prac system POWER DRIVER będzie odzyskiwał ciepło odpadowe z układu wydechowego, dostarczając w ten sposób prąd stały do układu elektrycznego pojazdu, co ograniczy wykorzystanie alternatora i zaowocuje poprawą wydajności spalania sięgającą 5%.