| ในระยะสั้น |
|
การแสวงหาวิธีแก้ปัญหาเพื่อลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของยานพาหนะความร้อนยังคงสร้างสรรค์สิ่งใหม่ ๆ นักวิจัยจากเพนซิลเวเนียในสหรัฐอเมริกาเพิ่งพัฒนาเทคโนโลยีปฏิวัติที่สามารถเปลี่ยนวิธีการรับรู้ก๊าซไอเสีย อุปกรณ์ที่เป็นนวัตกรรมนี้จะแปลงความร้อนของก๊าซไอเสียเป็นไฟฟ้าเปิดทางไปสู่การใช้พลังงานที่ผลิตโดยเครื่องยนต์เผาไหม้ภายในอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ความก้าวหน้านี้มากกว่าแค่ความอยากรู้ทางวิทยาศาสตร์สามารถกำหนดความเข้าใจของเราเกี่ยวกับพลังงานที่หายไปและศักยภาพในการกู้คืนได้ดี
ทำความเข้าใจกับเอฟเฟกต์ Seebeck และบทบาทของการเล่าเรื่องของบิสมัท
นวัตกรรมที่พัฒนาโดยนักวิจัยขึ้นอยู่กับหลักการทางกายภาพที่รู้จักกันดี: เอฟเฟกต์ Seebeck ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อวัสดุเซมิคอนดักเตอร์สองตัวมีความแตกต่างของอุณหภูมิดังนั้นจึงสร้างกระแสไฟฟ้า เป็นส่วนหนึ่งของเทคโนโลยีใหม่นี้วัสดุสำคัญที่ใช้คือBismuth Tellurureรับรู้ถึงคุณสมบัติเทอร์โมอิเล็กทริกที่ยอดเยี่ยม มันเป็นความสามารถในการแปลงความร้อนเป็นไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพซึ่งทำให้เป็นองค์ประกอบหลักของอุปกรณ์
ครึ่งหนึ่งของพลังงานที่ผลิตโดยเครื่องยนต์ความร้อนจะหายไปในรูปแบบของความร้อนส่วนใหญ่ผ่านก๊าซไอเสีย ด้วยการใช้ประโยชน์จากความร้อนที่ตกค้างนี้อุปกรณ์ที่พัฒนาโดยนักวิจัยเพนซิลเวเนียนำเสนอทางออกที่ชาญฉลาดเพื่อกู้คืนพลังงานนี้ ต้องขอบคุณเอฟเฟกต์ Seebeck อุปกรณ์จะจับความร้อนที่มีอยู่ระหว่างอากาศร้อนและอากาศโดยรอบจึงผลิตกระแสไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าที่สร้างขึ้นนี้สามารถใช้ในการจัดหาระบบที่หลากหลายในระบบลดการใช้เชื้อเพลิงโดยรวม
การจัดการความร้อน: ความท้าทายทางเทคโนโลยี
หนึ่งในความท้าทายหลักที่พบในการพัฒนาเทคโนโลยีนี้อยู่ในการจัดการการกระจายความร้อน เพื่อให้อุปกรณ์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมันเป็นสิ่งสำคัญในการรักษาความแตกต่างของอุณหภูมิที่เหมาะสมระหว่างปลายทั้งสองของวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริก สำหรับสิ่งนี้นักวิจัยได้ออกแบบกตัวช่วยสร้างความร้อนที่เป็นนวัตกรรม- dissipator ทรงกระบอกนี้ติดตั้งครีบล้อมรอบท่อไอเสียและเพิ่มพื้นผิวสัมผัสด้วยอากาศ การกำหนดค่านี้ช่วยให้การกระจายความร้อนอย่างรวดเร็วโดยการพาความร้อนที่ถูกบังคับจึงรักษาประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ในระหว่างการทดสอบครั้งแรกอุปกรณ์จัดการเพื่อผลิตไฟฟ้าประมาณ 40 วัตต์เมื่อติดตั้งบนยานพาหนะมาตรฐาน พลังนี้แม้จะเรียบง่าย แต่ก็เพียงพอที่จะจัดหาอุปกรณ์เสริมเช่นไฟหน้า นักวิจัยเชื่อว่าในเครื่องยนต์ขนาดใหญ่เช่นเฮลิคอปเตอร์การผลิตไฟฟ้าสามารถคูณได้ด้วยสาม ความก้าวหน้านี้ไม่ได้มีเนื้อหาที่จะปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของยานพาหนะความร้อนและไฮบริด แต่ก็มีส่วนช่วยในการลดปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
แอปพลิเคชันที่มีศักยภาพเกินกว่ายานพาหนะ
แม้ว่าเทคโนโลยีนี้จะมุ่งเน้นไปที่ยานพาหนะความร้อน แต่ศักยภาพการใช้งานของมันไม่ได้หยุดอยู่แค่นั้น อันที่จริงความสามารถในการแปลงความร้อนที่เหลือเป็นไฟฟ้าเปิดทางสู่ความเป็นไปได้อื่น ๆ อีกมากมาย อุตสาหกรรมที่สร้างความร้อนที่เหลือในระหว่างกระบวนการผลิตอาจได้รับประโยชน์จากความคืบหน้านี้ ตัวอย่างเช่นโรงไฟฟ้าที่กระจายความร้อนจำนวนมากสามารถใช้เทคโนโลยีนี้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวม
นอกจากนี้อาคารที่ติดตั้งระบบทำความร้อนส่วนกลางสามารถใช้นวัตกรรมนี้เพื่อลดการใช้พลังงาน การติดตั้งอุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกบนปล่องไฟหรือท่อร้อยสายการอพยพสามารถทำให้สามารถกู้คืนส่วนหนึ่งของความร้อนที่หายไปได้ดังนั้นจึงเปลี่ยนเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียน ความเก่งกาจและการปรับตัวนี้ทำให้เทคโนโลยีนี้เป็นโซลูชันที่มีแนวโน้มสำหรับแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายนอกเหนือจากภาคยานยนต์
โอกาสในอนาคตสำหรับเทคโนโลยีการปฏิวัติ
ในขณะที่เทคโนโลยีนี้ยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่องโอกาสในอนาคตดูเหมือนจะมีแนวโน้มมาก ขณะนี้นักวิจัยกำลังทำงานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพระบบเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความยั่งยืน มีความพยายามในการลดต้นทุนการผลิตเพื่อให้เทคโนโลยีนี้สามารถเข้าถึงได้ด้วยจำนวนมากที่สุด
ความเป็นไปได้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าจากก๊าซไอเสียสามารถเปลี่ยนวิธีการจัดการพลังงานของเรา ด้วยการเพิ่มการใช้ทรัพยากรที่มีอยู่ให้สูงสุดและโดยการลดการสูญเสียพลังงานความก้าวหน้านี้จะช่วยเปลี่ยนไปสู่การแก้ปัญหาพลังงานที่ยั่งยืนมากขึ้น เทคโนโลยีนี้สามารถเป็นจุดเริ่มต้นของยุคใหม่ที่มีการใช้แหล่งความร้อนที่เหลือแต่ละแหล่งเพื่อผลิตพลังงานที่สะอาดและหมุนเวียนได้หรือไม่?
คุณชอบไหม4.5/5 (25)
