Un dispositif ingénieux génère de l'électricité à partir des gaz d'échappement des voitures
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Les moteurs à combustion interne sont depuis longtemps critiqués pour leur gaspillage. Et même si l'on ne peut pas nier leur inefficacité, la vérité est que la combustion interne a ouvert la voie aux transports modernes depuis des temps immémoriaux.
Saviez-vous que les moteurs à combustion gaspillent jusqu'à 75 % de leur énergie , qui est soit libérée sous forme de chaleur, soit évacuée par le pot d'échappement ? Et si les moteurs à combustion interne devenaient plus efficaces et plus écologiques ? Cela nuirait-il pas aux ventes de véhicules électriques ?
Des chercheurs de l'Université d'État de Pennsylvanie affirment avoir découvert une technique permettant de convertir la chaleur des gaz d'échappement en énergie à l'aide d'un petit dispositif pouvant être monté sur le pot d'échappement d'une automobile, selon un rapport publié dans la revue scientifique ACS Applied Materials and Interfaces . Il s'agit d'un générateur thermoélectrique (TEG).
Bien qu'il existe déjà des dispositifs thermoélectriques (également appelés récupérateurs de chaleur) qui utilisent les gradients de température pour transformer la chaleur en énergie, la technologie est très complexe et lourde. De plus, ces dispositifs ont souvent besoin d'eau de refroidissement pour maintenir le différentiel de température nécessaire.
C'est précisément là qu'intervient le nouveau système de générateur thermoélectrique, qui est plutôt ingénieux.
Un schéma du TEG monté sur l'échappement
Les générateurs thermoélectriques (TEG) fonctionnent sur le principe d'absorption de la chaleur et de sa transformation en énergie électrique. Lorsqu'ils sont placés à proximité d'une source de chaleur, comme un pot d'échappement, les électrons rebondissent du côté chaud vers le côté froid, générant un courant électrique. Le tellurure de bismuth , un matériau semi-conducteur qui favorise efficacement ce flux d'électrons, a été utilisé dans les TEG par les chercheurs.
Maintenir une différence de température entre les deux côtés de l'appareil sans compromettre l'efficacité est la partie la plus difficile de cette équation. Afin de résoudre ce problème, les chercheurs ont développé un dispositif de dissipation thermique avec des protubérances en forme d'ailettes qui s'enroulent autour du tuyau d'échappement, dissipant la chaleur par convection forcée. Pensez à un gros ventilateur relié au processeur d'un ordinateur de jeu : c'est le même concept.
Le prototype produit une puissance maximale de 40 watts, ce qui est suffisant pour des applications à faible consommation, comme la recharge de téléphone. L'équipe a pu générer 56 W d'électricité en effectuant des simulations avec une voiture roulant à grande vitesse.
Puis est venu l'hélicoptère. Une fois connecté aux bouches d'aération d'un hélicoptère , le système produisait 146 W de puissance. Je dois admettre que c'est une quantité minuscule d'énergie dans le grand schéma des choses, mais si l'on considère que cette énergie est récupérée et utilisée au lieu d'être simplement rejetée, c'est un exploit de taille.
L'avantage de ce système est qu'il peut être facilement installé dans les pots d'échappement et autres sorties d'échappement des voitures existantes sans nécessiter de systèmes de refroidissement supplémentaires, ce qui garantit une efficacité accrue et des sources d'énergie plus propres. Bien que cette technologie ait été créée spécialement pour les voitures, il est clair qu'elle a le potentiel d'être utilisée dans d'autres types de transport.
Les deux-roues pourraient particulièrement bénéficier de cette technologie, puisque leurs échappements exposés permettent une dissipation de chaleur plus efficace
Les véhicules tout-terrain et les deux-roues pourraient en bénéficier encore davantage, car leurs échappements exposés permettent une dissipation thermique plus efficace sans augmenter la complexité ou le poids du système. De plus, cette technologie pourrait potentiellement être mieux utilisée dans les véhicules hybrides, qui utiliseraient l'électricité produite pour augmenter l'autonomie de la batterie.
Cette avancée montre que l’efficacité énergétique des moteurs à combustion interne peut encore être améliorée, malgré leurs nombreux défauts. Certes, les véhicules électriques peuvent sembler être la voie de l’avenir, mais toute avancée qui augmente l’efficacité des moteurs à combustion aujourd’hui en vaut la peine.