پر بازدید ترین مطالب

حمل و نقل کاملا پاک؛ بازيابي انرژي از گرماي اگزوز و نسل تازه سلول هاي خورشيدي


حمل و نقل کاملا پاک؛ بازيابي انرژي از گرماي اگزوز و نسل تازه سلول هاي خورشيدي

خبرگزاري آريا – هفته پيش گروهي از دانشمندان دانشگاه واشنگتن اعلام کردند روشي جديد براي بازيابي انرژي از سطوح داغ مثل اگزوز خودروها يافته اند. به دليل اينکه مهار گرما و تبديل انرژي آن اخيرا بسيار مورد توجه محققين قرار گرفته، اين روش يک دستاورد بزرگ در زمينه ترمو الکتريک محسوب مي شود.

در روش ابداعي اين دانشمندان، در دستگاه مبدل نوع جديدي از ديود به کار برده شده، اين ديود در مقايسه با سيليکون تا سه برابر بيشتر، گرما را به انرژي الکتريکي تبديل مي کند. تبديل گرما به انرژي قابل ذخيره در باتري، باعث شکل گيري ايده هاي جديد براي اين تيم شده است.
همانطور که اشاره شد، تبديل گرما از طريق ديودها انجام مي شود. دو نوع اصلي ديودها عبارتند از ديودهاي توليد کننده نور يا همان LED و ديودهاي شاتکي (Schottky) که داراي يک ماده نيمه رسانا و يک قطعه فلزي براي تبديل گرما هستند.

اگر چه هر دو نوع از ديودها امروزه در صنايع مختلف کاربرد دارند، اما آقاي مَتيو مک کلاسکي (Matthew McCluskey) يکي از دانشمندان حاضر در اين تيم به محدوديت هاي آنها نيز اشاره کرده و گفته:
وقتي يک فلز را به به يک ماده نيمه رسانا متصل مي کنيد تا ديود شاتکي بسازيد، ايراداتي در محل تلاقي بوجود مي آيند. اين نقص الکترون ها را به دام انداخته و در جريان الکتريسيته اختلال ايجاد مي کند.
اين تيم از نوع خاصي از ترکيب بلورين به نام سلنيد اينديم (InSe) استفاده نموده که در آن يک لايه به عنوان فلز و لايه ديگر به عنوان نيمه رسانا عمل مي کند. آقاي يي گو (Yi Gu) درباره آينده اين تکنولوژي بسيار خوش بين بوده و گفته:
در آينده يک لايه مي تواند به قسمتي داغ مثل اگزوز اتومبيل يا فن کامپيوتر و لايه ديگر به سطحي با دماي اتاق متصل شود. در اين حالت ديودهاي جديد قادر خواهند بود با توجه به اختلاف دمايي دو سطح جريان الکتريسيته توليد کنند که اين جريان را مي توان در باتري ذخيره سازي کرده و در مواقع لازم استفاده نمود.

در حال حاضر نياز به انرژي هاي تجديدپذير بسيار زياد است و با اين گام بزرگ دانشمندان اميدوارند تلاش هاي آتي در اين حوزه به نتايج قابل توجهي منجر شود.
از آنجايي که استفاده از پيشرانه هاي هيبريدي در حال فراگيرتر شدن بوده و خودروسازان مختلف به سمت اين دسته از اتومبيل ها گرايش پيدا کرده اند، اين فناوري با بازيابي انرژي بيشتر از قسمت هايي مثل اگزوز مي تواند در کاهش آلايندگي يا بهبود مسافت قابل پيمايش خودروهاي هيبريدي نقشي موثر داشته باشد.
روش ديگري که چند سال اخير در فرمول يک استفاده مي شود، استفاده از يک موتور ژنراتور در محور توربو چارجر براي توليد برق از گردش اين قطعه است.

در واقع تکنولوژي سنتي توربو چارجر بدين صورت است که پره هاي توربين به واسطه انرژي گازهاي داغ اگزوز به چرخش در مي آيند و اين نيرو به واسطه يک شفت به کمپرسور منتقل شده که وظيفه فشردن هواي ورودي به موتور را بر عهده دارد.
اما تکنولوژي مذکور بدين شکل است که با افزايش طول شفت توربو، امکان لحاظ کردن يک موتور و ژنراتور در اين بخش فراهم شده است.
بدين ترتيب در زمان ترمزگيري يا گذر از پيچ ها، در شرايطي که نياز چنداني به قدرت موتور وجود ندارد، ژنراتور در کسري از ثانيه فعال شده و هزاران دور بر دقيقه سرعت دوراني توربو چارجر را تبديل به انرژي الکتريکي مي کند.

اين ميزان از انرژي در باتري هاي جداگانه اي ذخيره مي شود و در زمان شتاب گيري ها خود به عاملي براي چرخش سريعتر توربو و افزايش ناگهاني قدرت موتور بدل مي شود.
البته در صورت وجود برق بيش از حد مصرف توربو، مي توان از انرژي الکتريکي در گيربکس يا چرخ ها نيز استفاده کرد.

البته هنوز اين تکنولوژي نسبتا پيچيده به خودروهاي توليد انبوه و جاده اي راه نيافته است، اما نسل جديدي از توربوچارجر هاي کوچک برقي در راه هستند که استفاده از چنين تکنولوژي اي براي نيرو بخشيدن به آن ها مي تواند حتي براي خودروهاي توليد انبوه نيز کار آمد باشد.
مجموع اين روش هاي بازيابي در کنار روش توليد انرژي از برق مي تواند آينده صنعت خودروسازي را از نظر تامين انرژي پاک و تميز به کلي تغيير دهد.

براي مثال خودرو تحقيقاتي و دانشجويي فوق عليرغم قابليت حمل چهار سرنشين قادر است بخش زيادي از انرژي مورد نياز خود را از طريق صفحات خورشيدي تامين کند و پيمايشي در حدود 3000 کيلومتر (سه برابر خودروهاي بنزيني رايج) را ارائه دهد.
از اين رو اميد هاي زيادي وجود دارد که در نسل بعدي خودروها، وابستگي صنعت حمل و نقل به سوخت هاي فسيلي و منابع توليد الکتريسيته وابسته به نيروگاه هاي فسيلي به شکل چشمگيري کاهش يابد.



لینک منبع

ممکن است به این موارد نیز علاقه مند باشید:

آخرین مطالب