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Novo sistema utiliza alta temperatura de escapamento para gerar eletricidade, proporcionando maior eficiência energética e contribuindo para um futuro mais sustentável na indústria automotiva
Os motores de combustão interna são conhecidos por desperdiçar grande parte da energia gerada. Estima-se que até 75% da eletricidade produzida seja dissipada em forma de calor. Esse problema acompanha essa tecnologia desde sua criação, tornando-a menos eficiente do que poderia ser.
No entanto, pesquisadores da Universidade Estadual da Pensilvânia desenvolveram um sistema capaz de recuperar parte dessa energia desperdiçada e convertê-la em eletricidade.
A pesquisa, publicada no periódico ACS Applied Materials and Interfaces, apresenta um dispositivo chamado gerador termoelétrico (TEG). Ele pode ser instalado no escapamento de veículos para transformar o calor da exaustão em energia utilizável. Esse avanço pode representar um o importante para aumentar a eficiência dos motores a combustão.
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Como funciona o gerador termoelétrico
Os geradores termoelétricos não são exatamente uma novidade. Eles já são usados para converter diferenças de temperatura em eletricidade. No entanto, os modelos convencionais são complexos, volumosos e frequentemente requerem sistemas de resfriamento com água, limitando sua aplicação em veículos.
O novo dispositivo desenvolvido pelos pesquisadores apresenta uma solução mais eficiente e compacta. Ele utiliza telureto de bismuto, um material semicondutor que permite a movimentação de elétrons entre um lado quente e um lado frio, gerando uma corrente elétrica.
O maior desafio dessa tecnologia sempre foi manter o diferencial de temperatura sem comprometer a eficiência do sistema. Para resolver isso, os pesquisadores desenvolveram um dissipador de calor especial.
O design do dissipador conta com saliências semelhantes às aletas que envolvem o tubo de escape do veículo. Isso facilita a dissipação do calor por convecção forçada, garantindo o funcionamento do gerador termoelétrico sem necessidade de sistemas de resfriamento adicionais.
Resultados dos testes e aplicações potenciais
O protótipo do dispositivo apresentou uma potência máxima de 40 watts, suficiente para alimentar pequenos dispositivos eletrônicos, como um carregador de celular. Em testes simulando um carro em alta velocidade, a produção chegou a 56 watts.
Os pesquisadores também testaram o sistema em um helicóptero, conectando-o às saídas de ar. Nessa situação, o gerador termoelétrico produziu 146 watts.
Embora esse valor ainda seja pequeno comparado à necessidade energética de um veículo, ele representa um aproveitamento de energia que, de outra forma, seria completamente desperdiçada.
Um dos principais benefícios dessa tecnologia são suas características. O sistema pode ser instalado em escapamentos de veículos sem grandes modificações e sem aumentar significativamente o peso ou a complexidade do motor. Isso torna sua adoção mais viável em diferentes tipos de transporte.
Potencial em diferentes veículos
Os carros não são os únicos beneficiados por essa inovação. Veículos off-road e motocicletas, que possuem escapamentos mais expostos, podem ter uma dissipação de calor ainda mais eficiente. Isso melhora a recuperação de energia sem comprometer o desempenho do motor.
Além disso, a tecnologia pode ser especialmente útil para veículos híbridos. A eletricidade gerada pelo sistema poderia ser armazenada e usada para aumentar o alcance da bateria, tornando a operação desses veículos ainda mais eficiente.
Impacto na eficiência dos motores a combustão
A pesquisa reforça que os motores a combustão ainda têm margem para melhorias. Embora os veículos elétricos sejam considerados o futuro da mobilidade, avanços como este podem tornar os motores atuais mais sustentáveis enquanto a transição energética acontece.
A recuperação de energia térmica pode reduzir o consumo de combustível e diminuir as emissões de gases poluentes. Mesmo que a quantidade de eletricidade gerada ainda seja modesta, a possibilidade de aproveitamento de calor desperdiçado representa um ganho significativo para a eficiência energética.
Esse desenvolvimento mostra que, apesar das limitações dos motores de combustão, ainda há espaço para inovação. Pequenos avanços tecnológicos podem contribuir para um uso mais racional dos recursos disponíveis, proporcionando benefícios tanto para os usuários quanto para o meio ambiente.
Com informações de New Atlas.
