 Графен может привести к более экологичным и экономичным автомобилям будущего, путем преобразования тепла в электричество.
Собранное тепло, выделяемое двигателем автомобиля, которое в противном случае будет потрачено впустую, может использоваться для зарядки батареи автомобиля или питания системы кондиционирования воздуха, что может стать важной особенностью в следующем поколении гибридных автомобилей.
Средний автомобиль в настоящее время теряет около 70% энергии, вырабатываемой в результате превращения топлива в тепло. Использование этой энергии требует наличия термоэлектрического материала, который может генерировать электрический ток из тепла.
Термоэлектрические материалы преобразуют тепло в электричество или наоборот, как в холодильниках. Проблема с этими устройствами заключается в использовании материала, который не только является хорошим проводником электричества, но и рассеивает тепло.
В настоящее время материалы, которые обладают этими свойствами, часто являются токсичными и работают при очень высоких температурах - более высоких, чем у автомобильных двигателей. При добавлении графена, новое поколение композитных материалов позволит снизить выбросы углерода на глобальном уровне.
Ученые из Университета Манчестера, работающие с компанией European Thermodynamics, расширили потенциал для недорогих термоэлектрических материалов, которые будут более широко использоваться в автомобильной промышленности. Исследователи добавили небольшое количество графена для стронциевого оксида титана.
Полученный композит был способен преобразовывать тепло, которое в противном случае было бы потеряно в электрическом токе в широком диапазоне температур, вплоть до комнатной температуры.
Современные оксидные термоэлектрические материалы ограничены их рабочими температурами, которые могут быть около 700 градусов по Цельсию. Это было проблемой, которая сдерживала усилия по повышению эффективности за счет утилизации энергии отработанного тепла в течение некоторого времени.
Их результаты показывают, что введение небольшого количества графена к базовому материалу может уменьшить тепловую рабочую область до комнатной температуры, что обеспечивает огромный ассортимент потенциала для приложений.
Новый материал будет конвертировать 3-5% тепла в электричество. Это не так много, но, учитывая, что средняя машина теряет примерно 70% энергии, в виде тепла и трения, восстановление даже небольшого процента это с термоэлектрической технологии станет целесообразным. Диапазон превосходных свойств графена и его малые размеры приводят к замедлению передачи тепла через материал, что приводит к желаемым более низким рабочим температурам.
Повышение эффективности использования топлива при сохранении производительности уже давно является движущей силой для автопроизводителей. Графен также может помочь в экономии топлива и безопасности при его использовании в качестве композитного материала в шасси или кузове для снижения веса по сравнению с традиционными используемыми материалами.
|
