Ceny benzínu rostou. Zásoby paliva se snižují. Automobilky se zoufale snaží vymáčknout ze spalovacích motorů poslední kapku účinnosti, ale ignorují nejzjevnější zdroj odpadu. Můžete to cítit pokaždé, když se vzdálíte od semaforu. Teplo unikající z výfukového potrubí je čistá energie opouštějící systém. První zákon termodynamiky říká, že energii nelze zničit, ale pouze přeměnit. V autě se tato energie většinou přeměňuje na zbytečné teplo v proudu výfukových plynů.
Co kdybychom to teplo dokázali zachytit? Převést to zpět na elektřinu?
General Motors má prototyp zařízení, které tvrdí, že to dělá. Využívá slitiny s tvarovou pamětí (SMA). Jedná se o speciální materiály, které mění svou fyzickou podobu v závislosti na teplotě. Při zahřátí mají „domácí“ tvar a při ochlazení jiný. Pohybem slitiny mezi horkou a studenou zónou lze přimět ji k cyklování mezi těmito stavy. Vědci již léta vědí, že drát SPF může generovat energii z tepla. Systém GM byl první, který ukázal skutečný příslib pro automobilové aplikace.
Jak funguje tepelný motor na bázi SPF?
Koncept je jednoduchý. Představte si tři kladky uspořádané do trojúhelníku. Spojte je souvislou páskou vyrobenou z drátu SPF. Umístěte jeden roh tohoto trojúhelníku vedle horkého výfukového potrubí. Umístěte další dva rohy na chladné, dobře větrané místo.
Drát v horké zóně se stahuje a získává kratší „domovský“ tvar. Tato komprese stáhne zbytek pásky. Kladky se otáčejí. Tento pohyb vtáhne novou část drátu do topné zóny. Otáčející se kladky pak posouvají zahřátý drát do studené oblasti. Tam se to rozšiřuje. Cyklus pokračuje.
Tento kruhový pohyb pohání generátor. Výsledkem je elektřina. Nestačí napájet hlavní motor, ale stačí to pro chod rádia, klimatizace nebo pomocných zásuvek. Jedná se o nízkoúrovňový zdroj energie. Ale je to volná energie.
Cesta k hromadné výrobě
Nečekejte, že to uvidíte ve svém příštím autě. Výzkumníci GM odhadují přechod od prototypu k praktickému využití na deset let. Překážky jsou značné.
Příprava drátu z SPF zabere hodně času. Dát tomu „domácí“ formu trvá asi tři měsíce na dávku. Kovová únava je dalším nepřítelem. Drát se po opakovaných cyklech přetrhne. Současný prototyp GM produkuje pouhé dva watty. Tým věří, že tuto metriku lze zvětšit. Vidí, že technologie se používá nejen v autech. SPF pro rekuperaci tepla se nebudou široce používat několik let.
Stále čekáme na průlom, který promění odpadní teplo v životaschopnou součást pohonu. Do té doby se teplo z výfukových plynů plýtvá. Rozdíl v účinnosti přetrvává. Technologie existuje. Načasování jeho realizace ale zatím nebylo stanoveno.
