研究人员设计并测试了一种废热回收系统（如图所示），该系统安装在汽车尾气管上，可将废气中的热量转化为能量。管道外侧的扇形凹槽是设备散热片的冷侧，管道内的三角形部件是板翅式热交换器。　　内燃机（燃油汽车的发动机）只能利用燃料四分之一的势能，其余的势能则通过废气以热能的形式散失。　　现在，发表在《ACS应用材料与界面》（ACS Applied Materials & Interfaces）上的一项研究展示了如何将废气中的热量转化为电能。研究人员展示了一种热电发电机系统原型，该系统可以减少燃料消耗和二氧化碳排放。　　燃料效率低下会导致温室气体排放，并凸显了对创新型废热回收系统的需求。废热回收系统被称为热电系统，它利用半导体材料将热量转化为基于温差的电能。　　然而，许多现有的热电设备设计笨重而复杂，需要额外的冷却水来维持必要的温差。现在，李文杰和Bed Poudel领导的研究团队开发出了一种紧凑型热电发电机系统，可以有效地将汽车、直升机和无人机等高速飞行器的排气余热转化为能源。　　研究人员的新型热电发生器包含一种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）从汽车尾气管道中获取热量。研究小组还采用了一种称为散热片的硬件来调节温度。　　散热片大大增加了温差，直接影响了系统的电力输出。原型机的输出功率达到了40瓦，大约足够为一个灯泡供电。重要的是，研究结果表明，高气流条件（如排气管中的气流）可提高效率，从而增加系统的电力输出。　　在模拟高速环境的实验中，废热系统表现出了强大的多功能性；在类似汽车排气速度的情况下，他们的系统可产生高达56W的电能；在类似直升机排气速度的情况下，可产生高达146W的电能，或分别相当于5节和12节18650锂离子电池。研究人员表示，他们的实用系统可以直接集成到现有的排气口中，无需额外的冷却系统。　　他们补充说，随着人们对清洁能源解决方案的需求不断升级，这项研究工作可能会为将热电设备实际集成到高速车辆中铺平道路。 （航柯）