إعداد: مصطفى الزعبي
طور باحثون من الجمعية الكيميائية الأمريكية، نموذجاً أولياً من مولد يحول عوادم السيارات والمروحيات إلى طاقة حرارية كهربائية.
وتستخدم محركات الاحتراق، في السيارات التي تعمل بالغاز، ربع الطاقة الكامنة للوقود فقط بينما يتم فقدان الباقي على شكل حرارة من خلال العادم.
وتوضح الدراسة كيفية تحويل حرارة العادم إلى طاقة كهربائية، يقدم الباحثون نموذجاً أولياً لنظام مولد كهربائي حراري يمكنه تقليل استهلاك الوقود وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون وهي فرصة لتحسين مبادرات الطاقة المستدامة في عالم سريع التغير.
وتسهم عدم كفاءة الوقود في انبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي وتؤكد على الحاجة إلى أنظمة مبتكرة لاستعادة الحرارة المهدرة. وتستخدم أنظمة استعادة الحرارة، المسماة بالأنظمة الحرارية الكهربائية، مواد شبه موصلة لتحويل الحرارة إلى كهرباء بناءً على فارق درجات الحرارة. ومع ذلك فإن العديد من تصميمات الأجهزة الحرارية الكهربائية الحالية ثقيلة ومعقدة وتتطلب مياه تبريد إضافية تُستخدم للحفاظ على الفارق الضروري بدرجات الحرارة. والآن نجح فريق في تطوير نظام مولد حراري كهربائي مدمج لتحويل الحرارة المهدرة من عوادم السيارات والمروحيات إلى طاقة كهربائية بكفاءة.
ويحتوي المولد الحراري الكهربائي الجديد الذي ابتكره الباحثون على أشباه موصلات مصنوعة من مادة البزموت تيلوريد ويستخدم مبادلات حرارية مشابهة لتلك المستخدمة في مكيفات الهواء لالتقاط الحرارة من أنابيب عوادم السيارات، كما أدرج الفريق أيضاً قطعة تنظم درجة الحرارة، تسمى المشتت الحراري.
وتزيد المشتتات الحرارية بشكل كبير من فرق درجات الحرارة، مما يؤثر بشكل مباشر على الناتج الكهربائي للنظام. وحقق النموذج الأولي طاقة تبلغ 40 وات، وهي كافية لتشغيل مصباح كهربائي. والأمر المهم هو أن النتائج تشير إلى أن ظروف تدفق الهواء العالية، مثل تلك الموجودة في أنابيب العادم، تعمل على تعزيز الكفاءة، وبالتالي زيادة الناتج الكهربائي للنظام.