Kunne forme hukommelseslegeringer utnytte varmeenergi fra biler?

I en tid med reduserte drivstoffressurser og økte bensinkostnader, gjør bilprodusentene alt de kan for å gjøre bilene mer energieffektive. Men det er et åpenbart sted der energi rett og slett blir kastet mens en bil kjører: i varmen som kommer ut av halerøret.

Den første termodynamikkloven forteller oss at energi verken kan skapes eller ødelegges, men det betyr ikke at en viss mengde av den ikke kan bli ubrukelig. Generelt etterlater ubrukelig energi et system i form av varme, og i en bil kan mye av den bortkastede varmeenergien finnes i eksosen. Men hva om vi kunne konvertere noe av den varmeenergien tilbake til en nyttig form - som for eksempel elektrisitet? General Motors har utviklet en prototypenhet som gjør nettopp dette ved å bruke formminneslegeringer (SMA-er). En SMA er en legering som kan lages til å ha to forskjellige former avhengig av temperatur, en såkalt hjemstateform når det er varmt og en andre tilstand når det er kult. Flytt et stykke formminneslegering frem og tilbake mellom varme og kalde omgivelser, og det vil skifte frem og tilbake mellom disse to formene. Forskere har innsett i ganske mange år at SMA-er som ekstruderes i ledninger kan være en måte å produsere brukbar energi fra varme på, men GMs system er den første som viser ekte løfte som en måte å generere strøm i en bil.

For å forstå hvordan GMs enhet fungerer, kan du forestille deg et system med tre roterende trinser anordnet i hjørnene av en trekant. Koble trinsene er et kontinuerlig bånd laget av formminneslegeringsledninger. Hvis det ene hjørnet av dette trinsearrangementet er plassert nær bilens varme eksosrør og de to andre hjørnene i et kjøligere, bedre ventilert område, vil båndet trekke seg sammen i sin kortere hjemstat når det nærmer seg remskiven i det varme hjørnet. Denne sammentrekningen vil trekke resten av båndet etter det og føre til at trinsene roterer og beveger mer av ledningen mot den oppvarmede remskiven. De roterende trinsene vil deretter trekke den oppvarmede SMA-ledningen tilbake mot det kjølige området, hvor det vil utvide seg igjen i en kontinuerlig syklus. Den sirkulære bevegelsen som produseres av remskivene, kan brukes til å drive en generator som produserer strøm, som igjen kan kjøre bilens radio, klimaanlegg, stikkontakt - uansett hva som trenger en relativt lav strømkilde.

Ifølge GMs forskere skal det ta omtrent ti år å flytte denne enheten fra prototypetrinn til praktisk anvendelse, men det er mange problemer som fremdeles står i veien. Å bygge SMA-ledningen med sin hjemstatusform er en tidkrevende prosess - for tiden tar det omtrent tre måneder - og metalltretthet gjør at SMA-er er utsatt for brudd etter at de har blitt brukt en stund. GMs eksisterende prototype genererer bare rundt to watt strøm, men forskerteamet som er ansvarlig for den mener dette kan skaleres opp for praktiske anvendelser. Selvfølgelig går bruksområdene for elektrisitet produsert av formmetalllegeringer langt utover biler, men SMAer kommer sannsynligvis ikke til generell bruk som et middel til å resirkulere varmeenergi i flere år fremover.