تشغيل سيارتك باستخدام الحرارة المهدرة

يُهدر ما لا يقل عن ثلثي الطاقة في البنزين المستخدم في السيارات والشاحنات كحرارة. يمكن للمواد الكهروحرارية ، وهي مواد شبه موصلة تحول الحرارة إلى كهرباء ، التقاط هذه الحرارة المهدورة ، وتقليل احتياجات الوقود للمركبة وتحسين الاقتصاد في استهلاك الوقود بنسبة 5 بالمائة على الأقل. لكن الكفاءة المنخفضة والتكلفة العالية للمواد الكهروحرارية الموجودة حالت دون أن تصبح هذه الأجهزة عملية في المركبات.

ماذا يعني اكتساب طفرة وظيفية

قوة من الحرارة: يمكن للمولد الكهروحراري الذي يحول الحرارة المفقودة من نظام عادم السيارة إلى كهرباء أن يحسن الاقتصاد في استهلاك الوقود.

يقوم الباحثون الآن بتجميع النماذج الأولية الأولى للمولدات الكهروحرارية للاختبارات في السيارات التجارية وسيارات الدفع الرباعي. تعد الأجهزة تتويجًا للعديد من التطورات التي تم إجراؤها بشكل مستقل في صانع الأجهزة الكهروحرارية BSST في إرويندال ، كاليفورنيا ، وفي جنرال موتورز العالمية للبحث والتطوير في وارن ، ميشيغان. تخطط كلتا الشركتين لتثبيت واختبار النماذج الأولية الخاصة بهما بحلول نهاية الصيف - BSST في سيارات BMW و Ford ، وجنرال موتورز في سيارات SUV من شفروليه.



تستخدم BSST مواد جديدة. يحتوي البزموت تيلورايد ، وهو كهربائي حراري شائع ، على تيلوريوم باهظ الثمن ويعمل في درجات حرارة تصل إلى 250 درجة مئوية فقط ، في حين أن المولدات الكهروحرارية يمكن أن تصل إلى 500 درجة مئوية. لذا فإن BSST تستخدم عائلة أخرى من الكهروحرارية - مزيج من الهافنيوم والزركونيوم - التي تعمل بشكل جيد في درجات حرارة عالية. وقد أدى ذلك إلى زيادة كفاءة المولد بحوالي 40 بالمائة.

حل مشكلة طي البروتين

في جنرال موتورز ، يقوم الباحثون بتجميع نموذج أولي نهائي يعتمد على فئة جديدة واعدة من الكهروحرارية تسمى سكوتروديت ، وهي أرخص من التيلورايد وأداء أفضل في درجات الحرارة العالية. تُظهر نماذج الكمبيوتر الخاصة بالشركة أنه في سيارة الاختبار شيفروليه سوبربان ، يمكن لهذا الجهاز توليد 350 واط ، مما يحسن الاقتصاد في استهلاك الوقود بنسبة 3 في المائة.

يقول عالم جنرال موتورز جريجوري ميسنر ، إن تصنيع السكوتروديت ، وهي مركبات زرنيخيد الكوبالت مخدرة بعناصر أرضية نادرة مثل الإيتربيوم ، عملية معقدة تستغرق وقتًا طويلاً ، كما أن دمجها في الأجهزة أمر صعب. التحدي الحاسم هو عمل اتصالات كهربائية وحرارية جيدة. يضع التدرج الكبير في درجة الحرارة عبر الجهاز ضغطًا ميكانيكيًا على الواجهة الكهروحرارية التلامسية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الانضمام إلى المواد المختلفة يقدم مقاومة تعمل على تسخين التلامس ، مما يؤدي إلى تدهور الجهاز. ويضيف أنه من خلال الاختيار المناسب للمواد ، يمكنك التأثير على المقاومة. يكمن التحدي في الوصول إلى الصيغة الصحيحة للمواد - الكهروحرارية لأشباه الموصلات والتلامس.

نظرة خاطفة من الداخل: يُظهر رسم فنان لسيارة شيفروليه سوبربان مولدًا كهروحراريًا يشبه كاتم الصوت يتم إدخاله في نظام العادم.

يتمثل التحدي الرئيسي الآخر في دمج الجهاز في المركبات. اختبر الباحثون بالفعل مولد تيلورايد البزموت في سيارة دفع رباعي. يقول Meisner إنه في الوقت الحالي ، تم إدخال الجهاز للتو في نظام العادم. يتم قطع جزء من الأنبوب ويتم إدخال الجهاز الذي يشبه كاتم الصوت. نحتاج إلى تصميم شيء يكون أكثر تكاملاً في نظام السيارة بدلاً من جهاز إضافي.

يحتاج باحثو BSST و GM أيضًا إلى إيجاد طرق لصنع كميات أكبر من المواد الجديدة بتكلفة منخفضة. يحذر Meisner من أنه قد يستغرق الأمر أربع سنوات أخرى على الأقل قبل أن تتحول المولدات الكهروحرارية إلى مركبات الإنتاج.

تمدد الوقت مثال الحياة الحقيقية
يخفي

التقنيات الفعلية

فئة

غير مصنف

تكنولوجيا

التكنولوجيا الحيوية

سياسة التكنولوجيا

تغير المناخ

البشر والتكنولوجيا

وادي السيليكون

الحوسبة

مجلة Mit News

الذكاء الاصطناعي

الفراغ

المدن الذكية

بلوكشين

قصة مميزة

الملف الشخصي للخريجين

اتصال الخريجين

ميزة أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

1865

وجهة نظري

77 Mass Ave

قابل المؤلف

ملامح في الكرم

شوهد في الحرم الجامعي

خطابات الخريجين

أخبار

انتخابات 2020

فهرس With

تحت القبه

خرطوم الحريق

مؤشر With

قصص لانهائية

مشروع تكنولوجيا الوباء

من الرئيس

غلاف القصه

معرض الصور

موصى به