Vedci objavili spôsob, ako využiť výfukový plyn na výrobu elektriny
Autori štúdie predstavili systém, ktorý dokáže pretvoriť odpadové teplo spaľovacích motorov na elektrinu.
Výskumníci z ACS publikovali štúdiu, v ktorej predstavujú nové spôsoby, ako pretvoriť motory automobilov alebo helikoptér na motory produkujúce termoelektrickú energiu.
Autori štúdie vysvetľujú, že spaľovacie motory, aké vidíme v bežných automobiloch a iných dopravných prostriedkoch, využívajú len približne štvrtinu z potenciálnej energie paliva. Zvyšok sa stráca ako teplo cez výfuk. V rámci výskumu vedci prišli na spôsob, ako by sme mohli pretvoriť teplo z výfuku na elektrinu. Vytvorili prototyp termoelektrického generátora, ktorý by mohol znížiť nielen spotrebu paliva, ale aj emisie oxidu uhličitého.
“Neefektívnosť paliva predstavuje jeden z dôvodov emisií skleníkových plynov. Zároveň nám ukazuje potrebu pre inovatívne systémy na zachytávanie odpadového tepla. Tieto systémy, ktoré nazývame termoelektrické systémy, využívajú polovodiče na pretvorenie tepla na elektrinu na základe teplotných rozdielov. Väčšina používaných termoelektrických systémov sú ťažké a zložité stroje, ktoré si vyžadujú dodatočné chladenie v podobe vody, na udržiavanie potrebného teplotného rozdielu,” vysvetľujú autori štúdie.
Funguje pri akomkoľvek motore
Nový termoelektrický generátor obsahuje polovodič, ktorý sa skladá z bizmutu a teluridu. Na zachytenie tepla využíva teplotné výmenníky, podobné ako tie, ktoré sa nachádzajú v klimatizáciách. Pomocou nich zachytáva teplo z výfuku automobilu. Autori štúdie zároveň implementovali aj zariadenie na kontrolu teploty. Toto zariadenie zvyšuje rozdiel teplôt, čo naopak priamo ovplyvňuje množstvo elektriny vyrobenej systémom.
Prototyp termoelektrického systému dokázal počas práce generovať 40 wattov energie, čo je dosť na zapálenie žiarovky. Výsledky ale vedcom ukázali, že pri vysokom prúdení vzduchu, aký je vo výfukoch, systém pracuje oveľa efektívnejšie. Ďalšie testy ukázali, že pri podmienkach automobilu dokázali systém vygenerovať 56 wattov energie a pri motore helikoptéry až 146 wattov.
Autori výskumu hovoria, že ich systém dokáže byť namontovaný priamo na výfuk spaľovacích motorov, či už hovoríme o automobile alebo helikoptére. Systém možno nainštalovať priamo, bez dodatočných chladiacich systémov. Zároveň veria, že čím viac bude rásť dopyt po čistejšej energií, tým by sa ich systém mohol stať populárnejším. Postupom času by ho mohli prispôsobiť aj pre ďalšie vysokorýchlostné dopravné prostriedky.
Neprehliadni
Revolučné motory
Okrem termoelektrického systému pre čistejšie a výkonnejšie spaľovacie motory sa tento rok objavila aj štúdia, ktorá priniesla revolučný raketový motor pre vesmírne objavovanie. S motorom prišli ruskí výskumníci, ktorí hovoria, že ich kozmonautov dostane motor na Mars veľmi rýchlo.
Nový prototyp motora sa vyznačuje lepšími vlastnosťami, presnejšie väčším ťahom (najmenej 6 newtonov) a špecifickým impulzom (najmenej 100 km/s). Plazmový elektrický raketový motor pracuje v pulzno-periodickom režime, pričom dosahuje výkon 300 kW. Tento výkon nie je možné dosiahnuť tradičnými chemickými motormi. Plazmový elektrický motor zároveň dokáže palivo využívať oveľa efektívnejšie, čím sa jeho spotreba znižuje desiatky krát.
“V súčasnosti trvá let na Mars s použitím konvenčných chemických motorov približne rok. To je pre astronautov nebezpečné, pretože počas cesty sú vystavovaní kozmickému žiareniu. Použitím plazmových elektrických raketových motorov by sme mohli skrátiť let na 30, maximálne 60 dní. To znamená, že astronauta môžeme poslať tam a hneď aj späť,” vyjadril sa Alexej Voronov, prvý námestník generálneho riaditeľa pre vedu vo Výskumnom ústave Rosatom.
Viaceré krajiny momentálne pracujú na pokročilých motoroch, mimo iné aj americká vesmírna agentúra NASA. Americká vesmírna agentúra momentálne pracuje na svojom programe Artemis, ktorý by mal ľudí vrátiť na Mesiac, no už v minulosti vyjadrila záujem poslať ľudí na červenú planétu Mars. Ak sa program Artemis podarí, Mesiac by mohol slúžiť ako odrazový mostík na červenú planétu. Zatiaľ je ale priskoro hovoriť o tom, ako bude tento vesmírny program prebiehať.
Komentáre