Los motores de combustión interna de los automóviles utilizan aproximadamente una cuarta parte de la energía potencial del combustible, mientras que el resto se pierde en forma de calor a través del sistema de escape. Una nueva investigación muestra cómo este calor perdido puede convertirse en electricidad.
Los científicos han presentado un prototipo de generador termoeléctrico que puede ayudar a reducir el consumo de combustible y las emisiones de dióxido de carbono. Esto abre nuevas oportunidades para el desarrollo de energías sostenibles.
La baja eficiencia del combustible contribuye a las emisiones de gases de efecto invernadero y pone de manifiesto la necesidad de desarrollar sistemas innovadores de recuperación del calor residual. Los sistemas termoeléctricos utilizan materiales semiconductores para convertir el calor en electricidad basándose en las diferencias de temperatura. Sin embargo, la mayoría de los dispositivos termoeléctricos actuales son pesados y difíciles de utilizar, ya que requieren un sistema adicional de refrigeración por agua para mantener la diferencia de temperatura necesaria.
Un equipo de investigadores dirigido por Wenjie Li y Bede Powdell ha superado estos problemas. Ha desarrollado un sistema generador termoeléctrico compacto que convierte eficazmente en electricidad el calor residual de los gases de escape de vehículos de alta velocidad, como coches, helicópteros y drones.
Cómo funciona el nuevo generador
El nuevo generador termoeléctrico contiene un semiconductor de bismuto-teluro y utiliza intercambiadores de calor (similares a los utilizados en el aire acondicionado) para captar el calor de los tubos de escape de los vehículos. Además, el sistema está equipado con un radiador que regula la temperatura.
Este radiador aumenta considerablemente la diferencia de temperatura, lo que afecta directamente a la potencia eléctrica del dispositivo. El prototipo demostró una potencia de salida de 40 W, que es aproximadamente la cantidad de energía necesaria para alimentar una bombilla convencional. Y lo que es más importante, los resultados demuestran que un flujo de aire elevado, como el de los tubos de escape, mejora la eficacia del dispositivo y aumenta la generación de energía.
El sistema demostró una flexibilidad considerable al simular el funcionamiento del dispositivo a altas velocidades. Fue capaz de generar hasta 56 W a velocidades de escape similares a las de un coche y hasta 146 W a caudales de escape similares a los de un helicóptero. Esto equivale a 5 y 12 baterías de iones de litio 18650 respectivamente.
Según los investigadores, este sistema puede integrarse directamente en los tubos de escape sin necesidad de sistemas de refrigeración adicionales.
Fuente: techxplore
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