Impulso de vehículos con calor residual
Los vehículos de motor se basan en la quema de combustibles fósiles para moverse y en un alternador (que convierte la energía mecánica en eléctrica) para suministrar electricidad a los componentes de a bordo. Un grupo de científicos financiado por la Unión Europea trabaja en una tecnología que aprovecha materiales termoeléctricos (TE) para recuperar calor residual en los gases de escape y convertirlo en electricidad. Esto debería mitigar levemente los efectos del precio creciente de los combustibles y el aumento de consumo eléctrico de los automóviles. El proyecto «Reduced energy consumption by massive thermoelectric waste heat recovery in light-duty trucks» (HEATRECAR) trabaja en el desarrollo de termoelementos para proporcionar electricidad, tanto a los componentes de a bordo como al tren de impulsión de los vehículos eléctricos híbridos. La reducción del consumo de combustible con estos fines da lugar a disminuciones importantes en las emisiones. Los materiales TE se han utilizado con anterioridad en aplicaciones de automoción, pero no se habían logrado eficiencias de conversión razonables. Los científicos abordaron esta cuestión de dos formas distintas. Se seleccionó el telururo de bismuto (Bi2Te3), adecuado para las temperaturas de funcionamiento menores de los motores diésel. También se optimizó la geometría de las superficies de transferencia de calor para maximizar la diferencia de temperatura disponible entre los módulos de TE. La tecnología se implementó en un prototipo de generador de TE (TEG) para un camión ligero con motor diésel (LDT) de uso corriente en la Unión Europea. El rendimiento de los materiales TE aumentó en más del 20 % mediante un proceso de triturado en un molino de bolas y la subsiguiente sinterización con plasma de chispa. Las pruebas de ciclo de conducción demostraron que el sistema TEG reducía el consumo de combustible en alrededor del 2,2 % utilizando el Nuevo Ciclo de Conducción Europeo (NEDC) y en un 3,9 % en el ciclo del Procedimiento de Ensayo mundial armonizado para vehículos particulares y vehículos utilitarios ligeros (WLTP). Los aumentos en la salida eléctrica del TEG corresponden con la misma reducción de la demanda sobre el alternador. Se ha demostrado con éxito la viabilidad técnica de un TEG basado en Bi2Te3 para aplicarlo a un LDT diésel. Para mejorar la comerciabilidad, los futuros trabajos se deberían centrar en reducir los costes junto con varias recomendaciones en relación con el tipo de motor, las condiciones de conducción y las propiedades de los materiales. La tecnología de HEATRECAR podría reducir de forma importante el consumo de combustible y las emisiones de dióxido de carbono asociadas, lo cual tendría un impacto socioeconómico importante.
