Podstawą działania opisywanego silnika jest założenie, że ciepło można zamienić w użyteczną energię, przede wszystkim mechaniczną. Ta może zostać potem użyta do wykonywania pracy mechanicznej. Oczywiście część ciepła biorącego udział w całym procesie ucieka do otoczenia, natomiast wygenerowana energia ulega stracie na skutek tarcia.
Czytaj też: Potęga energetyczna rośnie w oczach. Ten kraj właśnie pobił wszystkie możliwe rekordy
Ale naukowcy z Państwa Środka skupili się na innym aspekcie, o czym zresztą piszą szerzej w publikacji zamieszczonej na łamach Physical Review Letters. Kluczowym wnioskiem wyłaniającym się z lektury przytoczonego artykułu jest to, że istnieje możliwość zaprojektowania silnika cieplnego, który będzie osiągał maksymalną moc wyjściową, zbliżając się przy tym do tzw. sprawności Carnota. Jednoczesne osiągnięcie maksymalnej mocy wyjściowej i wysokiej sprawności wydaje się nielogiczne, ponieważ przeczy podstawom termodynamiki.
Dzięki postępom chińskich naukowców w badaniach nad silnikami cieplnymi udało im się osiągnąć dwa odrębne do tej pory cele. W przyszłości zaowocuje to na przykład wydajniejszymi elektrowniami
To potencjalnie rewolucyjne ustalenia dla sektora silników cieplnych, który teraz będzie mógł zostać zmodyfikowany. Na potrzeby prowadzonych badań chińscy inżynierowie wykorzystali silnik cieplny Carnota, który zamienia ciepło na pracę mechaniczną. Taki układ jest złożony z dwóch zbiorników o skrajnie różnych temperaturach: jeden jest rozgrzany, natomiast drugi – schłodzony. W toku obserwacji członkowie zespołu badawczego zorientowali się, że kiedy wiele małych części utworzonego układu współpracuje ze sobą, to konwersja energii zachodzi wydajniej.
To bardzo optymistyczna wiadomość. Do tej pory zakładano, iż stworzenie silnika cieplnego o wydajności zbliżonej do silnika Carnota nie będzie miało sensu ze względu na czas potrzebny do wykonania pracy przy minimalnej mocy wyjściowej. Na szczęście autorzy ostatnich badań mieli na to sposób. Kluczem do sukcesu okazał się biochemiczny silnik cieplny.
Czytaj też: Ten silnik nie powinien istnieć. Stworzyli 5000-konnego potwora i wprawili go w ruch
Dotychczas projektowane mogły osiągać maksymalnie jeden cel: albo pracowały z maksymalną sprawnością, poruszając się przy tym bardzo powoli i nie wytwarzając mocy, albo generowały moc, lecz kosztem niskiej wydajności. Nowe podejście do sprawy okazało się wyjątkowe, ponieważ autorzy połączyli obie wspomniane kwestie. Jak dodają, opracowany przez nich model wydaje się gotowy na rezygnację z wieloletniego kompromisu między wydajnością a mocą. To fenomenalna wiadomość, ponieważ daje nadzieję na pojawienie się jeszcze wydajniejszych elektrowni, silników i innych maszyn.