Recuperatie van motorwarmte met grafeen kan wereldwijd koolstofemissies doen dalen | Grafeen (graphene)
Recuperatie van motorwarmte met grafeen kan wereldwijd koolstofemissies doen dalen

Het wondermateriaal kan bijdragen tot groenere en zuinigere auto’s door het omzetten van warmte in elektriciteit.

Een belangrijke functie in de volgende generatie hybride auto’s zou wel eens de oogst kunnen zijn van de warmte die geproduceerd wordt door de motoren van wagens, die anders verloren gaat.

Wetenschappers gaan na of men deze – met behulp van grafeen – zou kunnen gebruiken om de batterijen van de wagen op te laden of het airconditioning systeem te voeden.

De gemiddelde auto verliest momenteel ongeveer 70 percent van de energie die wordt opgewekt door middel van brandstofverbruik aan warmte. Om van dat energieverlies gebruik te kunnen maken vereist men een thermo-elektrisch materiaal dat een elektrische stroom kan genereren van die warmtetoepassing.

Thermo-elektrische materialen zetten warmte om naar elektriciteit of vice versa, zoals met een koelkast. Het probleem met deze apparaten is een materiaal te vinden dat een goede geleider is, maar terwijl ook goed de warmte kan afvoeren.

Materialen die deze eigenschappen vertonen zijn vaak giftig en werken enkel onder zeer hoge temperaturen – hoger dan die geproduceerd door automotoren.

Echter, door het toevoegen van grafeen – een nieuwe generatie van composietmaterialen – kan men koolstofemissies van automobiliteit wereldwijd verminderen.

Wetenschappers van de universiteit van Manchester – de thuis van het wondermateriaal – verhogen de kansen voor goedkope thermo-elektrische materialen die op grote schaal gebruikt kunnen worden in de auto industrie.

Onder leiding van professor Ian Kinloch, Robert Freer en Yue Lin voegde het team een kleine hoeveelheid grafeen toe aan strontium titaniumoxide.

Het resulterende composiet kon de anders verloren warmte gedeeltelijk omzetten in een elektrische stroom over een breed temperatuurbereik, aflopend tot op kamertemperatuur.

“Het nieuwe materiaal kan 3-5% van de warmte omzetten in elektriciteit. Dat is niet veel, maar, aangezien het gemiddelde voertuig ongeveer 70% van de energie verliest die aangeleverd wordt door de brandstof aan hitte en wrijving, zou het terugwinnen van energie zelfs aan een kleine percentage met deze thermos-technologie de moeite waard zijn.”

Brandstofverbruik verbeteren met behoud van de prestaties is al lang een drijvende kracht voor autofabrikanten.

Grafeen is een nuttig materiaal voor brandstofbesparing en veiligheid wanneer gebruikt als een composietmateriaal in het chassis of de carrosserie, om het gewicht te verminderen in vergelijking met traditionele materialen.

Bron: manchester.ac.uk


3D print schaalmodel structuur grafeen