దహన ఇంజిన్లు, గ్యాస్-శక్తితో పనిచేసే కార్లలోని ఇంజన్లు, ఇంధన సంభావ్య శక్తిలో నాలుగింట ఒక వంతు మాత్రమే ఉపయోగిస్తాయి, మిగిలినవి ఎగ్జాస్ట్ ద్వారా వేడిగా పోతాయి. ఇప్పుడు, ఒక అధ్యయనం ప్రచురించబడింది ACS అనువర్తిత పదార్థాలు & ఇంటర్‌ఫేస్‌లు ఎగ్జాస్ట్ వేడిని ఎలా విద్యుత్తుగా మార్చాలో చూపిస్తుంది. పరిశోధకులు ఇంధన వినియోగం మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ ఉద్గారాలను తగ్గించగల ప్రోటోటైప్ థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ వ్యవస్థను ప్రదర్శించారు – వేగంగా మారుతున్న ప్రపంచంలో స్థిరమైన శక్తి కార్యక్రమాలను మెరుగుపరిచే అవకాశం.
ఇంధన అసమర్థత గ్రీన్హౌస్ వాయు ఉద్గారాలకు దోహదం చేస్తుంది మరియు వినూత్న వ్యర్థ-వేడి రికవరీ వ్యవస్థల అవసరాన్ని నొక్కి చెబుతుంది. థర్మోఎలెక్ట్రిక్ సిస్టమ్స్ అని పిలువబడే హీట్-రికవరీ సిస్టమ్స్, ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం ఆధారంగా వేడిని విద్యుత్తుగా మార్చడానికి సెమీకండక్టర్ పదార్థాలను ఉపయోగిస్తాయి. అయినప్పటికీ, ఇప్పటికే ఉన్న చాలా థర్మోఎలెక్ట్రిక్ పరికర నమూనాలు భారీ మరియు సంక్లిష్టంగా ఉంటాయి, అవసరమైన ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసాన్ని నిర్వహించడానికి ఉపయోగించే అదనపు శీతలీకరణ నీరు అవసరం. ఇప్పుడు, వెంజీ లి మరియు బెడ్ పౌడెల్ నేతృత్వంలోని పరిశోధకుల బృందం కార్లు, హెలికాప్టర్లు మరియు మానవరహిత వైమానిక వాహనాల వంటి హై-స్పీడ్ వాహనాల నుండి ఎగ్జాస్ట్ వ్యర్థ వేడిని సమర్థవంతంగా మార్చడానికి కాంపాక్ట్ థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ వ్యవస్థను అభివృద్ధి చేసింది.
పరిశోధకుల కొత్త థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ బిస్మత్-టెల్లూరైడ్‌తో తయారు చేసిన సెమీకండక్టర్‌ను కలిగి ఉంది మరియు వాహన ఎగ్జాస్ట్ పైప్‌లైన్ల నుండి వేడిని సంగ్రహించడానికి ఉష్ణ వినిమాయకాలను (ఎయిర్ కండీషనర్లలో ఉపయోగించిన మాదిరిగానే) ఉపయోగిస్తుంది. ఈ బృందం హీట్‌సింక్ అని పిలువబడే ఉష్ణోగ్రతను నియంత్రించే హార్డ్‌వేర్ భాగాన్ని కూడా కలిగి ఉంది. హీట్‌సింక్ ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసాన్ని గణనీయంగా పెంచుతుంది, ఇది సిస్టమ్ యొక్క విద్యుత్ ఉత్పత్తిని నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది. వారి నమూనా 40 వాట్ల ఉత్పత్తి శక్తిని సాధించింది, ఇది లైట్ బల్బ్‌ను శక్తివంతం చేయడానికి సరిపోతుంది. ముఖ్యముగా, ఎగ్జాస్ట్ పైపులలో కనిపించే అధిక వాయు ప్రవాహ పరిస్థితులు సామర్థ్యాన్ని పెంచుతాయని, తద్వారా సిస్టమ్ యొక్క విద్యుత్ ఉత్పత్తిని పెంచుతుందని ఫలితాలు సూచిస్తున్నాయి.
హై-స్పీడ్ వాతావరణాలను అనుకరించే అనుకరణలలో, వ్యర్థ-వేడి వ్యవస్థ గొప్ప పాండిత్యాన్ని ప్రదర్శించింది; వారి వ్యవస్థ కార్ లాంటి ఎగ్జాస్ట్ స్పీడ్స్ కోసం 56 W వరకు మరియు హెలికాప్టర్ లాంటి ఎగ్జాస్ట్ స్పీడ్స్ కోసం 146 W వరకు లేదా వరుసగా ఐదు మరియు 12 లిథియం-అయాన్ 18650 బ్యాటరీలకు సమానం. అదనపు శీతలీకరణ వ్యవస్థల అవసరం లేకుండా వారి ఆచరణాత్మక వ్యవస్థను నేరుగా ఇప్పటికే ఉన్న ఎగ్జాస్ట్ అవుట్‌లెట్లలో విలీనం చేయవచ్చని పరిశోధకులు అంటున్నారు. స్వచ్ఛమైన శక్తి పరిష్కారాల డిమాండ్ పెరిగేకొద్దీ, ఈ పని థర్మోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలను హై-స్పీడ్ వాహనాల్లోకి ఆచరణాత్మకంగా అనుసంధానించడానికి మార్గం సుగమం చేస్తుందని వారు జతచేస్తారు.
ఆర్మీ రాపిడ్ ఇన్నోవేషన్ ఫండ్ ప్రోగ్రాం నుండి రచయితలు నిధులను గుర్తించారు; నేషనల్ సైన్స్ ఫౌండేషన్ ఇండస్ట్రీ-యూనివర్శిటీ కోఆపరేటివ్ రీసెర్చ్ సెంటర్స్ ప్రోగ్రామ్ ద్వారా సెంటర్ ఫర్ ఎనర్జీ హార్వెస్టింగ్ మెటీరియల్స్ అండ్ సిస్టమ్స్; మరియు నావల్ రీసెర్చ్ కార్యాలయం.
