Tubi di scappamento: non tutti i mali vengono per nuocere

I tubi di scappamento delle autovetture sono da sempre visti come un elemento quasi esclusivamente negativo dell’automobile, ovvero simbolo dell’inquinamento prodotto dalla vettura con tutta la quantità di gas di scarico rilasciata dalle marmitte. Ma una test–car guidata da Rainer Richter, leader del gruppo di ricerca alla BMW, potrebbe cambiare il nostro modo di giudicare così negativamente i tubi di scappamento utilizzando le emissioni dell’auto per creare energia. La macchina sperimentale, dotata di uno strumento in grado di catturare parte del calore prodotto, normalmente disperso dal condotto di scarico, viene convertito in elettricità.

I motori delle macchine disperdono una notevole quantità di calore. Alcune stime valutano che circa il 60% dell’energia potenziale contenuta nel petrolio viene espulsa sotto forma di calore da un motore, mentre solo circa il 16% è in realtà convertita in energia meccanica.
Parte di questo calore può venire utilizzato per riscaldare i passeggeri del veicolo, ma la maggior parte di esso risulterà disperso; per questo motivo la casa automobilistica tedesca ha sperimentato un generatore termoelettrico nel sistema di scarico della test-car.

Il generatore converte il calore in elettricità utilizzando l’effetto Seebeck (dal nome del fisico estone che lo scoprì nel 1821): applicando una differenza di temperatura in un circuito costituito da conduttori metallici o semiconduttori si genera elettricità.
L’applicazione maggiore dell’effetto Seebeck consiste nelle termocoppie e nel misurare la differenza di temperature tra due materiali diversi (termocoppia appunto), ma può essere anche usato come termo-generatore come precedentemente descritto.

Un problema dei termo-generatori è che pur essendo semplici e non richiedendo molto mantenimento non sono molto produttivi; secondo il dott. Richter, alla temperatura di un motore di una macchina, essi convertono solo il 6-8% del calore in elettricità. Tuttavia egli è convinto che l’uso di nuovi materiali farà diventare i generatori molto più efficaci.

Il sistema creato dal suo team consiste in una scatola dove il gas caldo è diviso e convogliato in una serie di condutture rivestite all’interno con del piombo tellurio. Secondo Richter il sistema lavora meglio quando si guida a 130 Km/h, dove a questa velocità sono prodotti circa 150 watts, che sono risultano essere abbastanza per accendere un paio di lampadine domestiche, ma non sufficienti per le 600-700 watts di energia elettrica richiesta da una autovettura moderna. L’obiettivo è quello di utilizzare migliori materiali termoelettrici, in modo da poter produrre una maggiore quantità di elettricità in grado di non far funzionare in dati momenti l’alternatore (macchina elettrica che converte l’energia meccanica in energia elettrica nelle nostre autovetture) dell’automobile, riducendo così il consumo di benzina del 5 percento circa.

La speranza è di vedere questa tecnologia utilizzata su base produttiva nel 2013.

J.Heremans e i suoi colleghi dell’Ohio State University hanno recentemente completato uno studio nel quale la conversione di energia è stata raddoppiata drogando il piombo tellurio con il tallio.
Questo sistema, utilizzato per i tubi di scappamento, potrebbe essere anche utilizzato per molte altre fonti di perdita di calore, come ad esempio i nostri camini, forni, fornelli e altri utensili della cucina e molte altre sorgenti negli uffici o nelle industrie.