隨著人們生活水平的提高,汽車越來越多,汽車能源消耗在總能源消耗中所占的比例越來越高,汽車節能問題也越來越受到各國關注。節能已經成為當今世界汽車工業發展的主題之一。
相關研究表明,發動機工作時,一般轉化為有效功的熱當量約占燃料燃燒產生熱量的35%-40%,冷卻水帶走的熱量占20%-30%,尾氣帶走的熱量為30%-40%,如果能夠充分利用尾氣余熱,將會明顯提高燃料的利用率。
如何將大量汽車尾氣排放的廢棄熱量高效轉化為有用的電能,是歐盟第七研發框架計劃(FP7)的研究課題。為了攻克此難題,歐盟提供375萬歐元資助,總研發投入530萬歐元,由德國、法國、意大利、西班牙、奧地利和瑞士7個國家及14家納米材料企業聯合組成歐洲NanoHiTEC技術攻關團隊。
根據賽貝克效應,當2種不同溫度的物質材料相互接觸時,接觸面存在電荷擴散流動,會在物質材料兩端產生電壓,反之亦然。納米結構材料有助于材料表面接觸,從而提高熱電轉換效率。
NanoHiTEC研發團隊采用目前世界上最先進的納米技術及分析檢測工具,選擇環境友好型、無毒副作用、易實現工業規?;可a的納米結構材料多層薄膜生產技術,最終確定熱電轉化效率高、性價比好和無稀缺原材料的硅-鍺合金薄膜材料和碳化硼薄膜材料作為進一步的研究對象。
研發團隊開發了磁控濺射技術,可明顯改進納米結構硅-鍺合金和碳化硼薄膜材料的合成,高沉積率產生高結晶度,從而實現更高密度的薄膜材料。特別是通過火花等離子燒結技術,更易獲取小晶粒的納米結構碳化硼薄膜材料。新技術顯著提高了材料的熱電轉換效率。
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