هفته پیش گروهی از محققان دانشگاه واشنگتن اعلام کردن روشی جدید واسه بازیابی انرژی از سطوح داغ مثل اگزوز خودروها پیدا کردن. به دلیل اینکه کنترل گرما و تبدیل انرژی اون تازگیا بسیار مورد توجه محققین قرار گرفته، این روش یه نتیجه کار بزرگ در مورد ترمو الکتریک حساب می شه.

در روش ابداعی این محققان، در دستگاه مبدل نوع جدیدی از دیود به کار برده شده، این دیود در مقایسه با سیلیکون تا سه برابر بیشتر، گرما رو به انرژی الکتریکی تبدیل می کنه. تبدیل گرما به انرژی قابل ذخیره در باتری، باعث تشکیل ایده های جدید واسه این تیم شده.

همونطور که گفته شد، تبدیل گرما از راه دیودها انجام می شه. دو نوع اصلی دیودها عبارتند از دیودهای تولید کننده نور یا همون LED و دیودهای شاتکی (Schottky) که دارای یه ماده نیمه رسانا و یه قطعه فلزی واسه تبدیل گرما هستن.

هر چند هر دو نوع از دیودها امروزه در صنایع جور واجور کاربرد دارن، اما آقای مَتیو مک کلاسکی (Matthew McCluskey) یکی از محققان حاضر در این تیم به محدودیتاشون هم اشاره کرده و گفته:

وقتی یه فلز رو به به یه ماده نیمه رسانا وصل می کنین تا دیود شاتکی بسازین، ایراداتی در محل تلاقی بوجود میان. این مشکل الکترونا رو به دام انداخته و در جریان الکتریسیته مشکل بوجود میاره.

این تیم از نوع خاصی از ترکیب بلورین به نام سلنید ایندیم (InSe) استفاده کرده که در اون یه لایه به عنوان فلز و لایه دیگه به عنوان نیمه رسانا عمل می کنه. آقای یی گو (Yi Gu) درباره آینده این تکنولوژی بسیار خوش بین بوده و گفته:

در آینده یه لایه می تونه به قسمتی داغ مثل اگزوز اتومبیل یا فن کامپیوتر و لایه دیگه به سطحی با دمای اتاق وصل شه. در این حالت دیودهای جدید میتونن با در نظر گرفتن اختلاف دمایی دو سطح جریان الکتریسیته تولید کنن که این جریان رو میشه در باتری ذخیره سازی کرده و در مواقع لازم استفاده کرد.

الان نیاز به انرژیای تجدیدپذیر خیلی زیاده و با این قدم بزرگ محققان امیدوارن تلاشای آینده در این بخش به یافته های زیادی منجر شه.

از اونجایی که به کار گیری پیشرانهای هیبریدی در حال فراگیرتر شدن بوده و خودروسازان جور واجور به سمت این دسته از اتومبیلا گرایش پیدا کردن، این فناوری با بازیابی انرژی بیشتر از قسمتایی مثل اگزوز می تونه در کاهش آلودگی یا بهبود فاصله قابل پیمایش خودروهای هیبریدی نقشی موثر داشته باشه.

روش دیگری که چند سال گذشته در فرمول یه استفاده می شه، به کار گیری یه موتور ژنراتور در محور توربو چارجر واسه تولید برق از گردش این قطعه س.

در واقع تکنولوژی سنتی توربو چارجر بدین صورته که پرهای توربین به واسطه انرژی گازهای داغ اگزوز به چرخش در میان و این نیرو به واسطه یه شفت به کمپرسور منتقل شده که وظیفه فشردن هوای ورودی به موتور رو رو دوش داره.

اما تکنولوژی نامبرده بدین شکله که با افزایش طول شفت توربو، امکان دید کردن یه موتور و ژنراتور در این بخش جفت و جور شده.

اینجوری در زمان ترمزگیری یا گذر از پیچا، در شرایطی که نیاز چندانی به قدرت موتور وجود نداره، ژنراتور در کسری از ثانیه فعال شده و هزاران دور بر دقیقه سرعت زمونه ای توربو چارجر رو تبدیل به انرژی الکتریکی می کنه.

این اندازه از انرژی در باتریای جداگونه ای ذخیره می شه و در زمان شتاب گیریا خود به دلیلی واسه چرخش سریعتر توربو و افزایش یهویی قدرت موتور تبدیل میشه.

البته در صورت وجود برق زیادتر از اندازه مصرف توربو، میشه از انرژی الکتریکی در گیربکس یا چرخا هم استفاده کرد.

البته هنوز این تکنولوژی تقریبا پیچیده به خودروهای تولید انبوه و جاده ای راه نیافته، اما نسل جدیدی از توربوچارجرای کوچیک برقی در راه هستن که به کار گیری اینجور تکنولوژی ای واسه نیرو بخشیدن به اونا می تونه حتی واسه خودروهای تولید انبوه هم کار اومد باشه.

کل این روشای بازیابی در کنار روش تولید انرژی از برق می تونه آینده صنعت خودروسازی رو از نظر تامین انرژی پاک و تمیز به کلی عوض کنه.

مثلا خودرو تحقیقاتی و دانشجویی فوق بر خلاف توانایی حمل چهار سرنشین میتونه قسمت بزرگی از انرژی لازم خود رو از راه صفحات خورشیدی تامین کنه و پیمایشی در حدود ۳۰۰۰ کیلومتر (سه برابر خودروهای بنزینی عادی) رو ارائه دهد.

از این رو امیدای زیادی هست که در نسل بعدی خودروها، وابستگی صنعت حمل و نقل به سوختای فسیلی و منابع تولید الکتریسیته وابسته به نیروگاهای فسیلی به شکل زیادی کم بشه.