Meningkatkan efisiensi termal mesin pembakaran internal sangatlah menantang karena beberapa keterbatasan mendasar dan praktis:
Batas Termodinamika:
Mesin pembakaran internal terikat oleh hukum termodinamika-khususnya batas efisiensi Carnot. Bahkan dalam kondisi ideal, hanya sebagian panas dari bahan bakar yang dapat diubah menjadi pekerjaan yang bermanfaat. Sebagian besar energi pasti hilang sebagai limbah panas melalui sistem pembuangan dan pendingin.
Kerugian Mekanis dan Gesekan:
Ketika efisiensi meningkat, perbaikan lebih lanjut menjadi kecil karena gesekan, kerugian pemompaan, dan kerugian parasit (dari komponen seperti pompa air atau alternator) sudah sangat diminimalkan pada mesin modern.
Kendala Materi:
Efisiensi termal yang lebih tinggi biasanya memerlukan suhu dan tekanan pembakaran yang lebih tinggi, sehingga memerlukan material canggih yang tahan terhadap kondisi ekstrem. Bahan-bahan ini mungkin mahal atau belum layak secara komersial.
Pengorbanan-Emisi:
Teknik yang meningkatkan efisiensi-seperti pembakaran-lemak-dapat menghasilkan emisi nitrogen oksida (NOx) yang lebih tinggi. Peraturan emisi yang lebih ketat sering kali memaksa produsen untuk memprioritaskan pembakaran yang lebih bersih dibandingkan efisiensi maksimum.
Pengembalian yang Menurun:
Mesin modern sudah mencapai efisiensi yang relatif tinggi (hingga 40–45% pada beberapa hibrida). Peningkatan lebih lanjut menjadi semakin kompleks, mahal, dan kurang berdampak pada-pengemudian di dunia nyata.
Akibatnya, banyak produsen yang mengalihkan fokus ke arah elektrifikasi, sehingga konversi energi bisa menjadi lebih efisien secara keseluruhan.
