在探索提高内燃机效率与减少环境污染的道路上，一项创新技术正崭露头角。内燃机，作为传统汽油车的“心脏”，其能量利用效率长期徘徊在四分之一左右，其余大部分能量以热能形式随废气排放至大气中。近日，《ACS 应用材料与界面》期刊发表了一项研究，揭示了将这部分废弃热能转化为电能的新途径。
研究人员设计了一种创新的废热回收系统，该系统巧妙地安装在汽车排气管上，能够捕捉尾气中的热量并转化为电能。该系统由外部带有扇形凹槽的散热器和内部装有三角形板翅式热交换器的管道组成，结构紧凑而高效。这一设计不仅减少了燃料消耗，还显著降低了二氧化碳排放，为可持续能源的发展提供了新的可能。
传统热电装置往往因设计复杂、体积庞大且需要额外冷却系统而受限。而此次由李文杰和贝德·波德尔领导的研究小组，开发了一种新型热电发电机系统，它利用碲化铋半导体材料，结合高效热交换器技术，成功实现了废热的高效转化。这一系统不仅适用于汽车，还可应用于直升机、无人机等高速飞行器，展现出广泛的应用前景。
研究团队在新型热电发电机中集成了散热器，通过增加温差来显著提高系统的电输出。实验结果显示，该原型机在模拟条件下实现了40瓦的输出功率，足以点亮一个普通灯泡。更重要的是，在高气流条件下，如汽车和直升机排气速度下，系统的电输出分别可达56瓦和146瓦，相当于5个和12个18650锂离子电池的功率，性能表现令人瞩目。
这项技术的另一大亮点在于其高度的集成性和便捷性。研究人员表示，该系统可直接嵌入现有排气口，无需额外冷却系统支持，大大简化了安装和使用流程。随着全球对清洁能源解决方案需求的日益增长，这一技术有望为热电设备在高速车辆中的实际应用开辟新道路，为实现更加绿色、高效的能源利用贡献力量。
