להמיר ביעילות חום לחשמל באמצעות GMZ Energy

חלק משמעותי מהאנרגיה, למשל במכוניות, מתפזר בצורה של חום באטמוספרה, ככלל, מדובר בהפסדים בלתי ניתנים להשגה הקשורים כמובן להוצאות מיותרות. עם זאת, המדען גאנג צ'ן, העובד במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס בקיימברידג ', ארה"ב, הציב לעצמו את המשימה להשתמש בחום הפסולת המבוזבז הזה כדי לייעל את צריכת האנרגיה.

באופן מסורתי חומרים תרמו-אלקטרונייםהמסוגלים להמיר את הפרש הטמפרטורה להבדל בין פוטנציאלים חשמליים, יש יעילות אנרגיה נמוכה, מה שהופך את השימוש הנרחב שלהם לבלתי מעשי. אבל כבר בשנת 2004, כנופיית חן וקארל ריצ'רד סודרברג, תודה ננו-טכנולוגיה, שיפר משמעותית את האפקטיביות של אחד מחומרים אלה, אשר סיפק את האפשרות ליצור חסכוני יותר התקנים תרמו-אלקטרוניים. בשנת 2008 הם שיפרו את הממיר התרמו-אלקטרי על בסיס ביסמוט ואנטימון ב -40 אחוז.

כדי להציג טכנולוגיה יצרו ממציאים GMZ אנרגיה. באמצעות הישגים מוקדמים, פותח גנרטור תרמימסוגל להחזיר את החום שנוצר על ידי הרכב חזרה לרשת המשולבת וכך להגביר את היעילות. המכשיר (מחולל TEG תרמו-אלקטרי) יוצר הבדל פוטנציאלי כאשר החום נע דרך המוליכים למחצה מהחלק העליון שלו לקור (בסיס המכשיר).

בממירים קונבנציונליים מסוג זה הפחתת היעילות נובעת מרטט אלקטרונים, אך החידוש הוא להתגבר על השפעה מזיקה זו, וכך יעילות האנרגיה מוגברת ב 30-60 אחוזים לעומת אנלוגים, מכיוון שאנרגיה מועברת אך ורק על ידי תנועת אלקטרונים ולא על ידי רעידות.

השינוי האחרון של הגנרטור התרמו מסוגל לעמוד בחימום החלק העליון שלו ל 600 מעלות צלזיוס, עם טמפרטורת בסיס של 100 מעלות צלזיוס. זה מאפשר הבדל של 500 מעלות צלזיוס כדי להמיר כוח ל 7.2 וואט בשטח התקן של 4 ס"מ בלבד. אם מונחת TEG כזו לצד צינור הפליטה של ​​המכונית, אזי העומס ברשת המשולב יופחת משמעותית, והפליטות המזיקות לאטמוספירה ימעיטו.

לאחרונה, עם תמיכה של משרד האנרגיה האמריקני, הציגו מדענים גדול מחולל 200 וואטאשר מתוכנן להתקין על טנקים על מנת להפחית את עלויות הדלק. באופן דומה, מתוכננת אופטימיזציה בענף הרכב, שם היא צפויה להגדיל את היעילות עקב TEG בכ -5 אחוזים.

שנים רבות של עבודה קשה סייעו למדענים, שעברו טעויות, ללמוד כיצד לבחור את החומר המתאים לכל טווח ספציפי של טמפרטורות פעולה כך שהיעילות תהיה הגדולה ביותר.

לייצור מסחרי של גנרטורים תרמו-אלקטרוניים באופן שוטף, GMZ Energy התמקדה בסגסוגות בעלות מבנה גבישי חזק המספק יציבות אמינה בטמפרטורות גבוהות. תוכניות לשימוש עתידי בחומרים כגון טיסמורד ביסמוט, טלוריד עופרת, סיליקון, גרמניום ואחרים. פרופסור חן רואה את מטרתו כמרצת חדשנות, והכי חשוב, יישום רעיונות חדשניים.

ראה גם בנושא זה:אפקט פלטייר - אפקט הקסם של זרם חשמלי

Comments

[#1 מייקל]

תודה, מאמר מעניין מאוד על תרמוגנרטורים. ידעתי שמשתמשים בגנרטורי חום באופן פעיל לפני מאה שנה, אבל העובדה שהטכנולוגיה מתפתחת בזמננו היא חדשות עבורי. לחיות וללמוד!

[#2 אלכסנדר]

לפני השימוש המעשי עדיין כדי לצעוד ולצעוד, או את הסחורה ביציאה?

[#3 andy78]

אלכסנדרGMZ Energy כבר הדגימה הפעלת תרמוגנרטורים עם הספק בין 2 ל 200 וואט. כעת הם נערכים להשקתם בייצור המוני.

[#4 מרינה]

תודה, מאמר מעניין.

[#5 קוויני]

מאמר נהדר לאלו שבטנק))

טנק אברמס, למשל, כוחה של יחידת כוח טורבינת גז הוא 1,500 כ"ס, הוא 1,103 קילוואט, וזה פי 51515 יותר מ -200 וואט שעולים כסף ותופס מקום, מקטין אמינות, מקשה על התחזוקה ... קשקוש ליישום כזה. כן, ובמכונית 7 וואט יש מספיק למנורת לד אחת מתה בגודל. זאת למרות העובדה כי 1) עלות המערכת אינה לשווא 2) רק קרח פועל יכול ליצור הפרש טמפרטורה, ועם העוצמה של מנועי מכוניות מודרניים מ- 50 קילוואט, שהם 7 וואט או 70 וואט, הם אינם עושים מזג אוויר.