Ar putea forma aliajelor de memorie să valorifice energia termică din mașini?

  • Phillip Hopkins
  • 0
  • 710
  • 63
Ați auzit vreodată despre aliaje cu memorie de formă? DCI

Într-o epocă de reducere a resurselor de combustibil și de creștere a costurilor de benzină, producătorii de autovehicule fac tot ce pot pentru a face mașinile mai eficiente din punct de vedere energetic. Dar există un loc evident în care energia este pur și simplu aruncată în timp ce o mașină funcționează: în căldura care iese din conducta.

Prima lege a termodinamicii ne spune că energia nu poate fi nici creată, nici distrusă, dar asta nu înseamnă că o anumită cantitate nu poate fi pur și simplu inutilă. În general, energia inutilă lasă un sistem sub formă de căldură, iar într-o mașină o mare parte din acea energie termică irosită poate fi găsită în eșapament. Dar dacă am putea converti o parte din acea energie termică înapoi într-o formă utilă - cum ar fi, să zicem, electricitate? General Motors a dezvoltat un dispozitiv prototip care face acest lucru cu ajutorul aliajelor de memorie de formă (SMA). Un SMA este un aliaj care poate fi făcut să aibă două forme diferite în funcție de temperatură, o așa-numită formă de stare de origine când este cald și o a doua stare când este rece. Mutați o bucată de aliaj de memorie de formă înainte și înapoi între mediile calde și reci și se va schimba înainte și înapoi între aceste două forme. Oamenii de știință și-au dat seama de câțiva ani că SMA-urile extrudate în fire ar putea fi o modalitate de producere a energiei utilizabile din căldură, însă sistemul GM este primul care a arătat o promisiune autentică ca un mod de generare a energiei electrice într-o mașină.

Pentru a înțelege cum funcționează dispozitivul GM, imaginați-vă un sistem cu trei scripete rotative dispuse la colțurile unui triunghi. Conectarea scripetelor este o bandă continuă formată din fire de aliaj de memorie de formă. Dacă un colț al acestui aranjament de scripete este plasat lângă țeava de evacuare fierbinte a unei mașini și celelalte două colțuri într-o zonă mai răcoroasă, mai bine ventilată, banda se va contracta în starea de acasă mai scurtă, pe măsură ce se apropie de scripetă în colțul cald. Această contracție va trage restul benzii după ea, determinând rotile să se rotească și să se deplaseze mai mult din sârmă spre scripetele încălzite. Scripetele rotative vor trage apoi firul SMA încălzit spre regiunea rece unde se va extinde din nou într-un ciclu continuu. Mișcarea circulară produsă de scripete poate fi utilizată pentru a conduce un generator care produce energie electrică, care la rândul său poate rula radioul mașinii, aparatul de aer condiționat, priza electrică - orice este nevoie de o sursă de energie electrică relativ scăzută..

Potrivit cercetătorilor GM, ar trebui să dureze aproximativ zece ani pentru a trece acest dispozitiv de la stadiul de prototip la aplicarea practică, dar există o mulțime de probleme care mai rămân în cale. Îmbunătățirea firului SMA cu forma sa de origine este un proces care consumă mult timp - în prezent, durează aproximativ trei luni - iar oboseala metalelor face ca SMA-urile să fie susceptibile de rupere după ce au fost folosite de ceva vreme. Prototipul existent al GM generează doar aproximativ doi wați de electricitate, dar echipa de cercetare responsabilă de acesta consideră că acest lucru poate fi extins pentru aplicații practice. Desigur, aplicațiile pentru energia electrică generată de aliaje metalice de formă depășesc automobilele, dar SMA-urile nu vor intra în uz general ca mijloc de reciclare a energiei termice pentru câțiva ani care urmează..




Nimeni nu a comentat acest articol încă.

Cele mai interesante articole despre secrete și descoperiri. O mulțime de informații utile despre tot
Articole despre știință, spațiu, tehnologie, sănătate, mediu, cultură și istorie. Explicați mii de subiecte pentru a ști cum funcționează totul