Ceny benzyny rosną. Zapasy paliwa się wyczerpują. Producenci samochodów desperacko próbują wycisnąć ostatnią kroplę wydajności z silników spalinowych, ignorując jednak najbardziej oczywiste źródło odpadów. Możesz to poczuć za każdym razem, gdy ruszasz przed światłami. Ciepło uciekające z rury wydechowej to czysta energia opuszczająca układ. Pierwsza zasada termodynamiki mówi, że energii nie można zniszczyć, a jedynie przekształcić. W samochodzie energia ta w strumieniu spalin jest w większości przekształcana w bezużyteczne ciepło.
A co by było, gdybyśmy mogli uchwycić to ciepło? Zamienić go z powrotem na energię elektryczną?
General Motors ma prototypowe urządzenie, które twierdzi, że właśnie to robi. Wykorzystuje stopy z pamięcią kształtu (SMA). Są to specjalne materiały, które zmieniają swoją postać fizyczną w zależności od temperatury. Mają „domowy” kształt po podgrzaniu i inny kształt po schłodzeniu. Przesuwając stop pomiędzy strefami gorącymi i zimnymi, można zmusić go do cyklicznego przełączania między tymi stanami. Naukowcy od lat wiedzą, że drut SPF może generować energię z ciepła. System GM był pierwszym, który okazał się naprawdę obiecujący w zastosowaniach motoryzacyjnych.
Jak działa silnik cieplny oparty na SPF?
Koncepcja jest prosta. Wyobraź sobie trzy koła pasowe ułożone w trójkąt. Połącz je ciągłą taśmą z drutu SPF. Umieść jeden róg tego trójkąta obok gorącej rury wydechowej. Pozostałe dwa rogi umieść w chłodnym, dobrze wentylowanym miejscu.
Drut w gorącej strefie kurczy się, przybierając krótszy „domowy” kształt. Ta kompresja ciągnie resztę taśmy. Koła pasowe obracają się. Ten ruch wciąga nową porcję drutu do strefy grzewczej. Obracające się koła pasowe następnie przesuwają nagrzany drut do zimnego obszaru. Tam się rozwija. Cykl trwa.
Ten ruch okrężny zasila generator. Rezultatem jest prąd. Nie wystarczy zasilić silnik główny, ale wystarczy do uruchomienia radia, klimatyzacji czy gniazdek pomocniczych. Jest to źródło zasilania o niskim poziomie. Ale to darmowa energia.
Droga do masowej produkcji
Nie spodziewaj się, że zobaczysz to w swoim następnym samochodzie. Badacze zajmujący się GMO szacują, że przejście od prototypu do praktycznego zastosowania zajmie dziesięć lat. Przeszkody są znaczące.
Przygotowanie drutu z SPF zajmuje dużo czasu. Nadanie mu „domowej” formy zajmuje około trzech miesięcy na partię. Zmęczenie metalu to kolejny wróg. Drut pęka po powtarzających się cyklach. Obecny prototyp GM wytwarza zaledwie dwa waty. Zespół wierzy, że ten wskaźnik można zwiększyć. Widzą, że technologię tę można zastosować nie tylko w samochodach. Filtry SPF do odzysku ciepła nie będą powszechnie stosowane przez kilka lat.
Wciąż czekamy na przełom, który zamieni ciepło odpadowe w opłacalny element napędowy. Do tego czasu ciepło ze spalin jest marnowane. Utrzymuje się luka w efektywności. Technologia istnieje. Jednak termin jego wdrożenia nie został jeszcze ustalony.
