Termoelektrisk materiale kan spare 10 procent brændstof i biler

Forskere ved Northwestern University i Illinois, USA har udviklet en ny type termoelektrisk materiale, der omdanner varme til elektricitet langt mere effektivt end nogen kendte materialer.

Det kan gøre det mere attraktivt at omdanne spildvarme fra bilers udstødningsrør og kraftværker til elektricitet, skriver The Guardian.

Forskerne mener, at det er muligt at spare op til 10 procent af brændstoffet i en bil, hvis udstødningen forsynes med en passende termoelektrisk enhed.

Det termoelektriske materiale bruges allerede i dag - primært til specialiserede køleanvendelser - men materialet er relativt dyrt, og har indtil videre kun haft en virkningsgrad på fem procent.

Forskerne har fundet ud af, at virkningsgraden af det termoelektriske materiale kan øges væsentligt ved at tilføre antimon og bly til halvlederen bly-tellur. Samtidig kan materialet gøres mere stabilt ved højere temperaturer.

Virkningsgrad på op mod 20 procent

Ifølge Mercouri Kanatzidis, professor i kemi ved Northwestern University, kan det nye termoelektriske materiale bruges til at fremstille en ny generation af udstyr, der kan omdanne varme til elektricitet med en virkningsgrad på 14 procent. På længere sigt mener Kanatzidis endda, at 20 procent er en mulighed.

»Vi kan ikke forklare effekten fuldstændig, men den giver os en ny mekanisme at fokusere på, mens vi forsøger at øge virkningsgraden af termoelektriske materialer,« siger professoren ifølge The Guardian.

Termoelektriske materialer fungerer ved at udnytte forskellen i temperatur på de to sider af materialet. Elektroner bevæger sig fra den varme side til den kolde, og omdanner dermed varme til elektricitet.

Det kan bruges til mange ting. For eksempel kan det termoelektriske materiale monteres på en bils udstødningsrør. Når materialets ene side kommer i kontakt med den varme udstødning, bevæger elektroner sig fra den varme til den kolde side, der befinder sig i den køligere luft uden for.

Den genererede elektricitet kan derefter bruges til at drive bilens motor eller lade batteriet.

Kommercielle muligheder skal fastlægges

Hovedparten af energien i brændstof spildes som varme efter at være blevet forbrændt i motoren, og derfor er det nyttigt at kunne lægge hånd på bare lidt af spildvarmen, og omdanne den til elektricitet.

Ifølge miljø- og energitalsmand Elizabeth Milsom fra Royal Society of Chemistry er der store muligheder i den nye teknologi. Hun understreger dog, at det endnu ikke vides, om teknologien kan skaleres op til at spille med på kommercielle vilkår.

Forskningen er offentliggjort i tidsskriftet Angewandte Chemie.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Super interessant. Har længe tænkt på hvor meget forskning der var i termoelektrisk materiale.

Hvis man vender processen om og tilfører elektricitet istedet, har man så ikke også et bedre køleelement? I så fald kan den nye sammensætning af materialer bruges til rigtig mange ting.

  • 0
  • 0

Der er ikke noget nyt i at foreslå den slags udnyttelse af spildevarmen fra en bilmotor.

Da jeg lavede eksamensprojekt i køretøjsteknik i 1976, faldt jeg over en gammel artikel af en ingeniør fra et amerikansk militærakademi. Han foreslog at montere peltierelementer på udstødningsmanifolden og omdanne spildevarmen til strøm på den måde.

At han foreslog at udnytte strømmen i en luftkonditioneringsanlæg, ligeledes bygget på peltierelementer, istedetfor at nyttiggøre elektriciteten til fremdrivning, skyldtes at artiklen var fra før oliekrisen.

Jeg mente den gang at en betydelig bedre anvendelse ville have været at lade på batteriet, så bilens dynamo kunne undværes.

  • 0
  • 0

Overskriften taler om 10 % brandstof besparelse. Hvis vi antager at udstødningstabet er ca. 30 % skal virkningsgraden altså være 33 %.

Virkningsgrader er uinteressante når energien er gratis og rigelig. Det handler om pris og ydelse pr. arealenhed for det enkelte peltierelement.

Men det er da fornuftigt at forske i udnyttelse af spildvarme, og en direkte omdannelse til el er da driftsikker teknologi. Om man så anvender elektriciteten til aircon, fremdrift eller til at drive den radio der varsler om CO2 og global opvarmning er jo ligegyldigt.

Mvh. jørgen

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten