燃油动力汽车中的大多数燃料都是以热量的形式浪费的，但一项新的研究揭示了一种将这种损失的能量转化为电能的方法。

研究人员已经开发出一种热电发电机，可以捕获废气的热量并将其转化为可用的能量。与以往笨重且需要额外冷却的系统不同，这种新设计重量轻、效率高，可以在高速环境中工作。

内燃机中浪费的能源

实际上，燃油内燃机大约75%的燃料能量以热能的形式浪费，只有四分之一用于运动。ACS应用材料与界面的一项新研究探索了一种利用这些损失的热量并将其转化为电能的方法。研究人员开发了一种原型热电发电机，可以提高燃料效率，减少二氧化碳排放，为可持续能源的努力提供了潜在的推动力。

废热发电

燃料废物不仅降低了效率，而且增加了温室气体排放，因此需要更好的废热回收系统。热电系统利用半导体材料从温差中发电，提供了一种解决方案。然而，大多数现有的设计体积庞大、复杂，需要额外的冷却水来保持有效性。

现在，由李文杰（音译）和贝德·普德尔（Bed Poudel）领导的一个研究小组已经开发出一种更紧凑的热电发电机，可以有效地捕获和转换高速车辆（包括汽车、直升机和无人驾驶飞行器）的废热，并将其转化为可用的能源。

创新的热电发电机设计

研究人员的新热电发电机包含一个由碲化铋制成的半导体，并使用热交换器（类似于空调中使用的热交换器）从汽车尾气管道中捕获热量。该团队还引入了一种调节温度的硬件，称为散热器。散热器显著增加了温差，直接影响系统的电输出。

他们的原型实现了40瓦的输出功率，大约足够点亮一个灯泡。重要的是，结果表明，高气流条件，如排气管，提高了效率，从而增加了系统的电力输出。

高速模拟与未来潜力

在模拟高速环境的过程中，废热系统显示出了很强的通用性；他们的系统在类似汽车的排气速度下产生56w的功率，在类似直升机的排气速度下产生146w的功率，分别相当于5节和12节锂离子18650电池的功率。

研究人员说，他们的实用系统可以直接集成到现有的排气口，而不需要额外的冷却系统。随着对清洁能源解决方案的需求不断升级，他们补充说，这项工作可能为将热电装置实际集成到高速车辆中铺平道路。

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