El grafeno podría conducir a automóviles más ecológicos y eficientes en el consumo de combustible en el futuro al convertir el calor en electricidad.
Aprovechar el calor producido por el motor de un automóvil que de otro modo se desperdiciaría y usarlo para recargar las baterías del automóvil o alimentar el sistema de aire acondicionado podría ser una característica importante en la próxima generación de automóviles híbridos.
El automóvil promedio actualmente pierde alrededor del 70% de la energía generada a través del consumo de combustible para calentar. Utilizar esa energía perdida requiere un material termoeléctrico que pueda generar una corriente eléctrica a partir de la aplicación de calor.
Los materiales termoeléctricos convierten el calor en electricidad o viceversa, como en el caso de los refrigeradores. El desafío con estos dispositivos es usar un material que sea un buen conductor de electricidad pero que también disipe bien el calor.
Actualmente, los materiales que exhiben estas propiedades a menudo son tóxicos y funcionan a temperaturas muy altas, más altas que las producidas por los motores de los automóviles. Al agregar grafeno, una nueva generación de materiales compuestos podría reducir las emisiones de carbono a nivel mundial por el uso de automóviles.
Los científicos de la Universidad de Manchester que trabajan con European Thermodynamics Ltd han aumentado el potencial para que los materiales termoeléctricos de bajo costo se utilicen más ampliamente en la industria automotriz.
El equipo, dirigido por el profesor Ian Kinloch, el profesor Robert Freer y Yue Lin, agregó una pequeña cantidad de grafeno al óxido de titanio y estroncio.
El compuesto resultante fue capaz de convertir el calor que de otro modo se perdería como desecho en una corriente eléctrica en un amplio rango de temperatura, bajando a temperatura ambiente.
El profesor Freer dijo: "Los materiales termoeléctricos de óxido actuales están limitados por sus temperaturas de funcionamiento que pueden ser de alrededor de 700 grados centígrados. Este ha sido un problema que ha obstaculizado los esfuerzos para mejorar la eficiencia mediante el uso de residuos de energía térmica durante algún tiempo".
"Nuestros hallazgos muestran que al introducir una pequeña cantidad de grafeno en el material base puede reducir la ventana de operación térmica a temperatura ambiente, lo que ofrece una gran variedad de posibilidades para aplicaciones".
"El nuevo material convertirá el 3-5% del calor en electricidad. Eso no es mucho, pero dado que el vehículo promedio pierde aproximadamente el 70% de la energía que le suministra su combustible para desperdiciar calor y fricción, recuperándose inclusoun pequeño porcentaje de esto con tecnología termoeléctrica valdría la pena "
Los hallazgos fueron publicados en la revista Materiales e interfaces aplicados por ACS . El rango de propiedades superlativas y el tamaño pequeño del grafeno hace que la transferencia de calor a través del material disminuya y conduzca a las temperaturas de funcionamiento más bajas deseadas.
Mejorar la eficiencia del combustible, al tiempo que conserva el rendimiento, ha sido durante mucho tiempo una fuerza impulsora para los fabricantes de automóviles. El grafeno también podría ayudar al ahorro de combustible y la seguridad cuando se usa como material compuesto en el chasis o la carrocería para reducir el peso en comparación con los materiales tradicionales utilizados.
Sir Andre Geim y Sir Kostya Novoselov aislaron por primera vez a Graphene en la Universidad de Manchester en 2004, lo que les valió el Premio Nobel de Física en 2010. La Universidad es el hogar de la investigación de grafeno con más de 40 socios industriales que trabajan en asuntos relacionados con el grafenoproyectos a través del Instituto Nacional de Grafeno de £ 61m.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Manchester . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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