Thiết bị biến nhiệt từ ống xả thành điện

Tình trạng trên khiến giới khoa học theo đuổi ý tưởng thu hồi một phần lượng nhiệt thải để tăng hiệu suất sử dụng năng lượng. Nhưng cho đến nay nhiều nỗ lực đều chưa được triển khai thực tế chủ yếu do chi phí.

Mới đây một nhóm nghiên cứu đến từ Đại học bang Pennsylvania đã phát triển thiết bị dễ triển khai hơn với thiết kế đơn giản có thể lắp vào ống xả ô tô hay bộ phận thông hơi của phương tiện khác như trực thăng. Theo nội dung chi tiết được đăng tải trên tạp chí chuyên ngành ACS Applied Materials & Interfaces, nguyên mẫu thiết bị khi thử nghiệm cho công suất đầu ra tối đa là 40 watt (đủ cấp điện cho 1 bóng đèn).

Thiết bị hoạt động dựa trên chênh lệch nhiệt độ. Lúc được đặt gần hoặc sát bất cứ thứ gì sản sinh nhiệt, electron từ phía nóng sẽ bị hút sang phía lạnh tạo ra dòng điện. Nhóm dùng đến chất bán dẫn làm từ bismuth-telluride giúp quá trình suôn sẻ hơn.

Một thách thức lớn là duy trì chênh lệch nhiệt độ, nếu không phần lạnh của thiết bị cũng sẽ bắt đầu nóng lên làm mất khả năng tạo điện. Nhóm thử giải pháp dùng nước, nhưng làm vậy khiến thiết bị trở nên phức tạp và cồng kềnh hơn. Thay vào đó họ sử dụng một thiết kế tản nhiệt vô cùng đơn giản: ống hình trụ có các phần nhô ra như vây cá bao quanh ống xả, cung cấp thêm diện tích bề mặt để giải phóng nhiệt thông qua đối lưu cưỡng bức (không khí chuyển động lúc xe di chuyển mang theo nhiệt đi).

Khi thử nghiệm trong môi trường tốc độ cao, nhóm nghiên cứu ghi nhận thiết bị cho ra đến 56 watt điện ở tốc độ tương đương ô tô di chuyển. Công suất ở tốc độ tương đương trực thăng di chuyển tăng gấp 3 lần lên 146 watt.