Tweet

Les moteurs à combustion, ceux des voitures à essence, n’utilisent qu’un quart de l’énergie potentielle du carburant, le reste étant perdu sous forme de chaleur dans les gaz d’échappement.

Une étude publiée dans ACS Applied Materials & Interfaces montre aujourd’hui comment convertir la chaleur des gaz d’échappement en électricité. Les chercheurs présentent un prototype de générateur thermoélectrique qui pourrait réduire la consommation de carburant et les émissions de dioxyde de carbone, ce qui permettrait d’améliorer les initiatives en matière d’énergie durable dans un monde qui évolue rapidement.

L’inefficacité des carburants contribue aux émissions de gaz à effet de serre et souligne la nécessité de mettre au point des systèmes innovants de récupération de la chaleur perdue. Les systèmes de récupération de chaleur, appelés systèmes thermoélectriques, utilisent des matériaux semi-conducteurs pour convertir la chaleur en électricité sur la base d’une différence de température.

Cependant, de nombreux dispositifs thermoélectriques existants sont lourds et complexes, et nécessitent de l’eau de refroidissement supplémentaire pour maintenir la différence de température nécessaire. Aujourd’hui, une équipe de chercheurs dirigée par Wenjie Li et Bed Poudel a mis au point un système de générateur thermoélectrique compact permettant de convertir efficacement en énergie la chaleur résiduelle des gaz d’échappement des véhicules à grande vitesse tels que les voitures, les hélicoptères et les drones.

Le nouveau générateur thermoélectrique des chercheurs contient un semi-conducteur en bismuth-telluride et utilise des échangeurs de chaleur (semblables à ceux utilisés dans les climatiseurs) pour capter la chaleur des tuyaux d’échappement des véhicules. L’équipe a également incorporé un élément matériel qui régule la température, appelé dissipateur thermique.

Le dissipateur thermique augmente considérablement la différence de température, ce qui influe directement sur la puissance électrique du système. Le prototype a atteint une puissance de sortie de 40 watts, ce qui est à peu près suffisant pour alimenter une ampoule électrique. Il est important de noter que les résultats indiquent que des conditions de circulation d’air élevées, comme celles que l’on trouve dans les tuyaux d’échappement, améliorent l’efficacité, augmentant ainsi la puissance électrique du système.

Dans des simulations reproduisant des environnements à grande vitesse, le système de chaleur résiduelle a fait preuve d’une grande polyvalence ; leur système a produit jusqu’à 56 W pour des vitesses d’échappement similaires à celles d’une voiture et 146 W pour des vitesses d’échappement similaires à celles d’un hélicoptère, soit l’équivalent de cinq et 12 batteries lithium-ion 18650, respectivement. Les chercheurs affirment que leur système pratique peut être intégré directement dans les sorties d’échappement existantes sans nécessiter de systèmes de refroidissement supplémentaires.

Alors que la demande de solutions énergétiques propres augmente, ils ajoutent que ce travail pourrait ouvrir la voie à l’intégration pratique de dispositifs thermoélectriques dans les véhicules à grande vitesse.

Adaptation Terra Projects

Source : https://techxplore.com/

(81)