Store deler av energien i en forbrenningsmotor forsvinner ut gjennom varme i eksosen. Nå skal en ny utvikling innen termoelektriske elementer la bilprodusentene hente tilbake noe av dette. (Foto: Colourbox)

EFFEKTIVITET I FORBRENNINGSMOTOR

Vil øke bilers rekkevidde ved å utnytte varme fra eksosen

Ny utvikling.

Forskere har tatt et stort steg i kampen om å gjøre biler med forbrenningsmotorer mer energieffektive. Dette vil de gjøre ved å fange opp varme og gjøre den om til elektrisitet, Ifølge en rapport i ACS Applied Materials & Interfaces.

Det termoelektriske materialet de vil bruke er strontium-titandioksid og en liten mengde av det relativt nye materialet grafén.

Termoelektriske materialer er ulike fra materialer man vanligvis finner i naturen. På en side skal de lede lite varme, samtidig skal de være svært konduktive, noe grafén er kjent for å være.

En termoelektrisk generator med den varme siden opp. Wikimedia Commons
Kort sagt sørger temperaturforskjell mellom to sider av et slikt materiale for at elektroner beveger seg fra den ene siden til den andre. Dette kan man hente ut strøm fra.

Kompositten de har testet skal klare å konvertere varmeenergi til elektrisitet effektivt over et bredere temperaturområde enn tidligere testede varianter. Varmen elementet benytter seg av skal komme fra bilens eksos.

Bruker vann: Fjerner en av bensinmotorens største utfordringer

Testet tidligere

Utviklingen kommer etter at USAs regjering i 2012 innførte en standard som krever et gjennomsnittlig drivstofforbruk på 0,43 liter per mil for alle kjøretøy som selges i landet under ett.

Forbrenningsmotorer lider som kjent av store varmetap, og oppnår sjeldent en effektivitet over 30 prosent. Svært mye blir altså til varme. Tidligere forsøk på å tilbakeføre denne energien ved termoelektriske generatorer har skapt problemer.

De har vært for tunge, for dyre, eller manglet evnen til å fungere effektivt ved ulike temperaturer.

Sist gang vi hørte om lignende forsøk var sommeren 2011. Da ble ulike termoelektriske løsninger testet i BMW, Ford og Chevrolet. Den gang anså man at elementene kunne øke effektiviteten i motorene med opp til fem prosent.

Les også: Elbilen er langt mindre effektiv enn mange tror

Tilbakefører energi med damp

Dette er fremdeles langt unna hva BMWs 10 år gamle satsing, turbosteamer, skal kunne oppnå. Dette skulle stå klart i 2015 og øke effektiviteten i bilene med hele 15 prosent. I stedet for termoelektrisitet benytter systemet seg av damp som genereres fra varmen i eksosen. Prosessen kalles en «Rankine Cycle».

I BMWs tilfelle tilfører dampen mekanisk energi tilbake til veivakselen, noe du kan lese om i denne artikkelen.

Også Honda har jobbet med en lignende løsning for sine hybridbiler, men her har energien fra dampen blitt omformet til elektrisitet, som har forsynt batteriet i bilen. Under testkjøring i 100 kilometer i timen skal systemet ha økt den termiske effektiviteten i motoren med 3,8 prosent.

Stor oversikt: Stor oversikt: Her er rekkevidden til alle elbilene du kan kjøpe i Norge

Slik skisserer BMW sitt turbosteamer-konsept, der varmeenergi fra eksosen konverteres til mekanisk energi i motoren. BMW