Dùng “ống pô“ xe để phát điện

Máy phát điện hơi nóng (thermoelectric generator) tận dụng nhiệt khí xả để chạy ô tô.

Các nhà nghiên cứu của trường Đại học Purdue bang Indian đã hợp tác với GM phát triển hệ thống hấp thu nhiệt năng từ ống khí thải của xe ô tô để sản xuất điện nhằm giảm mức nhiên liệu tiêu thụ.


Nhóm nghiên cứu trên một nguyên mẫu máy phát điện bằng sức nóng, có thể sản sinh dòng điện để sạc pin. Máy phát điện bằng nhiệt cũng có thể được dùng trên hệ thống điện động cơ điện để giảm thiểu công suất tiêu thụ và tăng hiệu quả kinh tế.

Máy phát điện bằng nhiệt sẽ được lắp đặt vào hệ thống xả. Do hiện nay máy chưa chịu đựng được nhiệt độ 1.000 C bên trong ống xả dùng chất xúc tác nên máy phải được đặt ở đoạn giữa bộ lọc khí xả có nhiệt độ khoảng 700 C.


Dự án đã bắt đầu từ đầu năm 2010 với mục tiêu chế tạo nguyên mẫu đầu tiên giảm được 5% mức tiêu hao nhiên liệu. Trong tương lai, hệ thống có thể hoạt động ở nhiết độ cao hơn và sẽ giảm được 10% tiêu hao nhiên liệu.

Vật liệu nhiệt điện (Thermoelectric materials) sẽ phát ra điện khi có sự chênh lệch nhiệt độ.

Xianfan Xu giáo sư chủ nhiệm dự án giải thích, “Vật liệu được làm nóng ở bề mặt tiếp xúc với khí thoát ra và mặt bên kia lại mát, khi sự khác biệt nhiệt độ được duy trì liên tục, sẽ tạo ra dòng điện,” . “ Thách thức lớn nhất nằm ở cấp độ thiết kế, làm sao để tối ưu hóa mọi vấn đề, làm sao để tận dụng nhiều nhiệt nhất từ khí thoát,” Ông nói thêm “Ống xả động cơ nơi tiếp xúc với nhiệt nhiều nhất có thể trở thành vật liệu phát điện.”

Các nhà nghiên cứu của GM đã dùng một loại vật liệu có tên “skutterudite”, một hợp kim làm từ cobal, arsenide, niken và sắt để chế tạo máy phát điện dùng nhiệt.

Nhóm nghiên cứu đã hỗn hợp đất hiếm như lanthanum, cesium và erbium với skutterudite để giảm bớt tính dẫn nhiệt của vật liệu nhằm tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ giữa 2 mặt. Tuy nhiên, sử dụng nguyên tố đất hiếm rất tốn kém nên các nhà nghiên cứu thay thế đất hiếm bằng vật liệu có tên gọi “mischetal”.

Dự án được nghiên cứu ở Đại học Purdue đã thu hút được sự chú ý của Quỹ Khoa học Quốc gia, Cơ quan Nghiên cứu Dự án Quốc phòng, Cơ quan Nghiên cứu Không quân và Trung tâm Đại học Công nghệ Rolls Royce.

Dự án đã nhận được 1,4 triệu USD tài trợ trong thời hạn 3 năm từ Quỹ Khoa học Quốc gia và Bộ Năng lượng Mỹ.