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石墨烯推动了下一代节能汽车的发展潜力

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-11-08  浏览次数:8
核心提示:收集汽车发动机产生的热量,否则会被浪费,然后用它给汽车的电池充电或为空调系统供电,这可能是下一代混合动力汽车的一个重要特

收集汽车发动机产生的热量,否则会被浪费,然后用它给汽车的电池充电或为空调系统供电,这可能是下一代混合动力汽车的一个重要特点。

 

目前,平均每辆车消耗大约70%的热量。利用这些损失的能量需要一种热电材料,这种材料可以通过加热产生电流。


热电材料能把热转化为电,反之亦然,例如冰箱。这些设备面临的挑战是使用一种既能导电又能很好散热的材料。


目前,具有这些特性的材料通常是有毒的,并且在非常高的温度下工作——比汽车引擎产生的温度还要高。通过添加石墨烯,新一代复合材料可以减少全球汽车使用中的碳排放。


曼彻斯特大学的科学家与欧洲热力学有限公司合作,提高了低成本热电材料在汽车工业更广泛使用的潜力。


由Ian Kinloch教授、Robert Freer教授和Yue Lin教授领导的团队,向氧化锶钛中添加了少量石墨烯。


合成物能够将热量转化为电流,在一个广泛的温度范围内,降低到室温。


弗里尔教授表示:“目前的氧化物热电材料受到操作温度的限制,温度可能在700摄氏度左右。一段时间以来,这个问题一直阻碍了利用热能废料提高效率的努力。


“我们的发现表明,在基材中加入少量石墨烯可以将热操作窗口降低到室温,这为应用提供了巨大的潜力。”


“这种新材料将把3-5%的热量转化为电能。这不算多,但考虑到平均每辆车消耗大约70%的燃料能量来浪费热量和摩擦,利用热电技术回收哪怕一小部分能量都是值得的。


研究结果发表在ACS应用材料与界面杂志上。石墨烯的优异性能和小尺寸导致通过材料的热量传递减慢,从而降低所需的工作温度。


提高燃油效率,同时保持性能,长期以来一直是汽车制造商的驱动力。与传统材料相比,石墨烯在底盘或车体中作为复合材料使用时,还有助于节省燃料和提高安全性,从而减轻重量。


 
 
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