Os motores de combustão dos carros movidos a gasolina podem gerar muita energia, mas são surpreendentemente ineficientes nisso, com a maior parte da energia consumida — estimada em três quartos — a ser dissipada como calor pelo motor e pelo tubo de escape.
E se fosse possível recuperar parte dessas emissões térmicas desperdiçadas e aproveitá-las, recuperando a energia perdida para aumentar significativamente a eficiência dos veículos?
Segundo o The Byte, esta é uma pergunta à qual os cientistas têm tentado responder há muito tempo, com progressos limitados no que diz respeito à aplicação em veículos, em parte devido aos desafios de custo-benefício.
Agora, uma equipa de investigadores afirma ter criado um dispositivo que faz exatamente isso — transforma o calor do escape em eletricidade — com um design relativamente simples que pode ser acoplado ao escapamento de um carro existente ou até mesmo às saídas de escape de outros veículos, como helicópteros.
No estudo publicado no jornal ACS Applied Materials & Interfaces, o protótipo do gerador termoelétrico foi capaz de produzir uma potência máxima de 40 watts, o suficiente para acender uma lâmpada — tudo isto apenas nas experiências iniciais.
Os geradores termoelétricos funcionam com base em gradientes de temperatura. Essencialmente, quando um destes dispositivos é colocado próximo ou sobre algo que produz calor residual, os eletrões são atraídos do lado quente para o lado frio, criando uma corrente elétrica.
Neste caso, os investigadores afirmam ter utilizado um semicondutor feito de telureto de bismuto para facilitar este processo. Contudo, o principal desafio é manter essa diferença de temperatura.
Sem intervenção, a parte fria do gerador também começaria a aquecer e perder-se-ia a corrente elétrica.
Algumas soluções, como os investigadores notam, utilizam resfriamento por água. No entanto, isso introduz muitas complicações, tornando o dispositivo mais complexo e volumoso. O que procuravam era algo adaptável e prático.
Assim, em vez disso, usaram um design engenhoso, mas relativamente simples, de dissipador de calor, utilizando um cilindro com saliências em forma de aletas que envolve o escapamento, proporcionando um área de superfície adicional para dissipação de calor por convecção forçada — ou seja, o ar ambiente em movimento transporta o calor para longe. E num veículo rápido, isso acontece naturalmente.
Ao simular ambientes de alta velocidade, os investigadores descobriram que o seu sistema termoelétrico poderia produzir até 56 watts de potência ao viajar à velocidade de um carro.
E para helicópteros, o valor foi quase três vezes maior: 146 watts. “Estes resultados podem abrir caminho para a integração de dispositivos termoelétricos em projetos de sistemas complexos para aplicações práticas”, concluíram os autores.
