L’efficacité réduite des moteurs à combustion interne est l’un des facteurs qui contribuent à l’augmentation de leur empreinte carbone. Ces moteurs n’exploitent qu’environ 25 % de l’énergie potentielle du carburant fossile utilisé pour les faire fonctionner. Le reste est dissipé sous forme de chaleur et de gaz par le système d’échappement. Pour réduire ce gaspillage énergétique et diminuer ainsi l’impact environnemental des blocs thermiques, le Dr. Bed Poudel et le professeur assistant Wenjie Li, tous les deux affiliés à l’université d’État de Pennsylvanie, aux États-Unis, ont créé un générateur thermoélectrique capable de transformer la chaleur résiduelle des gaz d’échappement des engins thermiques en électricité.
Un matériau semi-conducteur parmi les composants
Fait intéressant, cette technologie fonctionnerait aussi bien sur les véhicules terrestres que sur les aéronefs tels que les hélicoptères et les drones. Le nouveau dispositif thermoélectrique est constitué d’un matériau semi-conducteur connu sous le nom de tellurure de bismuth. Il intègre aussi un échangeur de chaleur ainsi qu’un dissipateur thermique. Ce dernier sert à augmenter la différence de température entre les extrémités du semi-conducteur afin d’optimiser la production d’électricité. Le prototype mis au point par les scientifiques a atteint une puissance de 40 watts. Mais ils n’ont pas voulu en rester là. Grâce à des recherches plus approfondies, ils ont découvert qu’un débit d’air élevé pouvait augmenter le rendement du système.
Compatible avec la technologie actuelle
L’équipe a alors eu l’idée de simuler la capacité de production du générateur thermoélectrique en le couplant aux systèmes d’échappement de plusieurs types d’engins thermiques. Sur les voitures, l’appareil a généré jusqu’à 56 watts d’électricité en fonction de la vitesse d’évacuation des gaz d’échappement, tandis que des simulations d’utilisation sur des hélicoptères ont permis d’atteindre une puissance maximale de 146 watts. Selon les universitaires, leur technologie a l’avantage de pouvoir être installée sur les systèmes d’échappement existants. Autant dire qu’elle est compatible avec les voitures et les aéronefs actuels.
De multiples avantages
Le déploiement du générateur thermoélectrique sur un véhicule ne nécessiterait aucune modification structurelle, et encore moins l’ajout d’un système de refroidissement additionnel. Cette invention est censée réduire les émissions de carbone des engins à moteur thermique grâce à une amélioration de leur efficacité énergétique. Comme le souligne notre source, l’utilisation d’un tel dispositif dans l’univers des transports devrait présenter de nombreux avantages, dont la réduction de la dépendance aux combustibles fossiles.
Pour décrire leur percée, les chercheurs ont publié dans la revue ACS Applied Materials & Interfaces un article intitulé « Turning car and helicopter exhaust into thermoelectric energy ». Plus d’infos : pubs.acs.org. Que pensez-vous de cette innovation ? Je vous invite à partager votre avis, vos remarques ou nous signaler une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .
