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Pesquisadores desenvolveram um gerador termoelétrico inovador que captura o calor dos gases de escape de veículos e aeronaves, convertendo-o em eletricidade
A recuperação de energia desperdiçada é um dos desafios centrais da transição energética. Por conta disso, encontrar soluções para esse problema é um dos focos de cientistas do mundo todo. Pesquisadores da PennState desenvolveram um inovador gerador termoelétrico capaz de converter o calor dos gases de escape de automóveis e helicópteros em eletricidade.
Essa tecnologia promete reduzir o consumo de combustível e as emissões de dióxido de carbono (CO₂), sendo uma solução promissora para tornar os sistemas de transporte mais eficientes e sustentáveis.
O problema da ineficiência energética
Atualmente, os motores de combustão interna são amplamente utilizados em veículos movidos a gasolina.
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No entanto, apenas um quarto da energia do combustível é realmente aproveitada para a propulsão, enquanto o restante é desperdiçado em forma de calor pelo sistema de escape.
Essa ineficiência contribui diretamente para o aumento das emissões de gases de efeito estufa, o que intensifica a necessidade de soluções inovadoras para a recuperação desse calor residual.
Como funciona o novo gerador termoelétrico no escape
Os sistemas termoelétricos utilizam materiais semicondutores para converter diferenças de temperatura em eletricidade.
No entanto, os modelos convencionais apresentam desafios como peso excessivo e necessidade de sistemas adicionais de refrigeração, dificultando sua adoção em veículos de alta velocidade.
Para superar essas limitações, a equipe de pesquisadores, liderada por Wenjie Li e Bed Poudel, desenvolveu um gerador termoelétrico compacto que pode ser integrado diretamente ao sistema de escape de automóveis, helicópteros e aeronaves não tripuladas.
O dispositivo utiliza um semicondutor de telureto de bismuto combinado com um intercambiador de calor semelhante aos usados em sistemas de ar-condicionado, maximizando a captura do calor residual.
Além disso, um dissipador térmico aumenta a diferença de temperatura, otimizando a geração de eletricidade.
Resultados promissores
Os testes iniciais demonstraram que o protótipo pode gerar até 40 watts (W) de potência, energia suficiente para alimentar uma lâmpada de baixo consumo.
Além disso, simulações em condições reais indicam que o sistema pode atingir uma geração de até 56 W em automóveis e 146 W em helicópteros, valores equivalentes à energia armazenada em várias baterias de íons de lítio.
Uma das principais vantagens do novo gerador é sua compatibilidade com os sistemas de escape já existentes, dispensando alterações estruturais significativas e evitando a necessidade de sistemas adicionais de resfriamento.
Isso amplia suas possibilidades de aplicação em diferentes tipos de veículos, desde carros de passeio até aeronaves de alta performance.
Implicações para a transição energética
O desenvolvimento dessa tecnologia representa um importante avanço na busca por soluções sustentáveis para o setor de transportes.
Ao permitir a conversão do calor desperdiçado em eletricidade, o gerador termoelétrico pode contribuir para a redução do impacto ambiental dos combustíveis fósseis, aumentando a eficiência dos motores de combustão interna e diminuindo a dependência de fontes energéticas convencionais.
O estudo recebeu financiamento do Army Rapid Innovation Fund Program, do National Science Foundation Industry-University Cooperative Research Centers Program, por meio do Center for Energy Harvesting Materials and Systems, e da Office of Naval Research.
Esses investimentos reforçam a relevância da pesquisa e seu potencial para impactar o setor automotivo e aeroespacial.
Os pesquisadores acreditam que sua descoberta pode abrir caminho para a adoção em larga escala de dispositivos termoelétricos em veículos de alta velocidade.
No futuro, a tecnologia pode se tornar uma peça-chave na descarbonização do setor de transportes, oferecendo uma solução eficaz para a recuperação de energia e a redução das emissões poluentes.
Com informações em acs.
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