Kunnen legeringen met vormgeheugen de warmte-energie van auto's benutten?

  • Peter Tucker
  • 0
  • 4017
  • 662
Heb je ooit gehoord van legeringen met vormgeheugen? DCI

In een tijd van afnemende brandstofvoorraden en stijgende benzinekosten, doen autofabrikanten er alles aan om auto's energiezuiniger te maken. Maar er is één voor de hand liggende plek waar energie gewoon wordt weggegooid terwijl een auto rijdt: in de hitte die uit de uitlaat komt.

De eerste wet van de thermodynamica vertelt ons dat energie niet kan worden gecreëerd of vernietigd, maar dat betekent niet dat een bepaalde hoeveelheid ervan niet gewoon nutteloos kan worden. Over het algemeen verlaat nutteloze energie een systeem in de vorm van warmte, en in een auto zit veel van die verspilde warmte-energie in de uitlaat. Maar wat als we een deel van die warmte-energie weer zouden kunnen omzetten in een bruikbare vorm, zoals bijvoorbeeld elektriciteit? General Motors heeft een prototype-apparaat ontwikkeld dat precies dit doet met behulp van vormgeheugenlegeringen (SMA's). Een SMA is een legering die kan worden gemaakt om twee verschillende vormen te hebben, afhankelijk van de temperatuur, een zogenaamde thuisstaatvorm wanneer het warm is en een tweede staat wanneer het koel is. Beweeg een stuk legering met vormgeheugen heen en weer tussen warme en koude omgevingen en het zal heen en weer veranderen tussen deze twee vormen. Wetenschappers realiseren zich al een aantal jaren dat SMA's die in draden worden geëxtrudeerd, een manier kunnen zijn om bruikbare energie uit warmte te produceren, maar het systeem van GM is het eerste dat echt veelbelovend is als een manier om elektriciteit op te wekken in een auto..

Om te begrijpen hoe het apparaat van GM werkt, stelt u zich een systeem voor met drie roterende katrollen die op de hoeken van een driehoek zijn gerangschikt. Het verbinden van de katrollen is een doorlopende band gemaakt van draden met vormgeheugenlegering. Als een hoek van deze katrolopstelling in de buurt van de hete uitlaatpijp van een auto wordt geplaatst en de andere twee hoeken in een koelere, beter geventileerde ruimte, zal de band samentrekken tot zijn kortere thuistoestand wanneer hij de katrol in de hete hoek nadert. Deze samentrekking zal de rest van de band erachter trekken, waardoor de katrollen gaan draaien en een groter deel van de draad naar de verwarmde katrol beweegt. De roterende katrollen trekken vervolgens de verwarmde SMA-draad terug naar het koele gebied waar deze in een continue cyclus weer zal uitzetten. De ronddraaiende beweging die door de katrollen wordt geproduceerd, kan worden gebruikt om een ​​generator aan te drijven die elektriciteit produceert, die op zijn beurt de autoradio, de airconditioning, het stopcontact kan aansturen - wat dan ook een relatief lage elektrische stroombron nodig heeft..

Volgens de onderzoekers van GM zou het ongeveer tien jaar moeten duren om dit apparaat van de prototypefase naar de praktische toepassing te verplaatsen, maar er zijn nog veel problemen die nog in de weg staan. Het is een tijdrovend proces om de SMA-draad zijn thuissituatie vorm te geven - op dit moment duurt het ongeveer drie maanden - en door metaalmoeheid kunnen SMA's breken nadat ze een tijdje zijn gebruikt. Het bestaande prototype van GM genereert slechts ongeveer twee watt aan elektriciteit, maar het onderzoeksteam dat ervoor verantwoordelijk is, denkt dat dit kan worden opgeschaald voor praktische toepassingen. Natuurlijk gaan de toepassingen voor elektriciteit die wordt opgewekt door metaallegeringen met vorm veel verder dan auto's, maar SMA's zullen waarschijnlijk de komende jaren niet algemeen worden gebruikt als middel om warmte-energie te recyclen..




Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.

De meest interessante artikelen over geheimen en ontdekkingen. Veel nuttige informatie over alles
Artikelen over wetenschap, ruimte, technologie, gezondheid, milieu, cultuur en geschiedenis. Duizenden onderwerpen uitleggen, zodat u weet hoe alles werkt