As ligas com memória de forma poderiam aproveitar a energia térmica dos carros?

  • Thomas Dalton
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Você já ouviu falar de ligas com memória de forma? DCI

Em uma época de redução dos recursos de combustível e aumento dos custos da gasolina, os fabricantes de automóveis estão fazendo tudo o que podem para tornar os carros mais eficientes em termos de energia. Mas há um lugar óbvio onde a energia é simplesmente jogada fora enquanto um carro está funcionando: no calor que sai do tubo de escape.

A Primeira Lei da Termodinâmica nos diz que a energia não pode ser criada nem destruída, mas isso não significa que uma certa quantidade dela não possa se tornar simplesmente inútil. Geralmente, a energia inútil deixa um sistema na forma de calor e, em um carro, grande parte dessa energia térmica desperdiçada pode ser encontrada no escapamento. Mas e se pudéssemos converter parte dessa energia térmica de volta em uma forma útil - como, digamos, eletricidade? A General Motors desenvolveu um protótipo de dispositivo que faz exatamente isso usando ligas com memória de forma (SMAs). Um SMA é uma liga que pode ser fabricada para ter dois formatos diferentes dependendo da temperatura, o chamado formato de estado inicial quando está quente e um segundo estado quando está frio. Mova um pedaço de liga com memória de forma para frente e para trás entre ambientes quentes e frios e ele mudará para frente e para trás entre essas duas formas. Os cientistas perceberam há alguns anos que os SMAs extrudados em fios podem ser uma forma de produzir energia utilizável a partir do calor, mas o sistema da GM é o primeiro a mostrar uma promessa genuína como forma de gerar eletricidade em um carro.

Para entender como o dispositivo da GM funciona, imagine um sistema com três polias giratórias dispostas nos cantos de um triângulo. A conexão das polias é uma faixa contínua feita de fios de liga com memória de forma. Se um canto deste arranjo de polia for colocado perto do cano de escape quente de um carro e os outros dois cantos em uma área mais fria e bem ventilada, a banda vai se contrair em seu estado inicial mais curto conforme se aproxima da polia no canto quente. Esta contração puxará o resto da banda atrás dela, fazendo com que as polias girem e movendo mais do fio em direção à polia aquecida. As polias rotativas puxarão então o fio SMA aquecido de volta para a região fria, onde se expandirá novamente em um ciclo contínuo. O movimento circular produzido pelas polias pode ser usado para acionar um gerador que produz eletricidade, que por sua vez pode ligar o rádio do carro, ar condicionado, tomada elétrica - tudo o que precisa de uma fonte de energia elétrica de nível relativamente baixo.

De acordo com os pesquisadores da GM, deve levar cerca de dez anos para mover este dispositivo do estágio de protótipo para a aplicação prática, mas há muitos problemas que ainda estão no caminho. Imbuir o fio SMA com seu formato original é um processo demorado - no momento, leva cerca de três meses - e a fadiga do metal torna os SMAs suscetíveis a quebrar depois de serem usados ​​por um tempo. O protótipo existente da GM gera apenas cerca de dois watts de eletricidade, mas a equipe de pesquisa responsável por ele acredita que isso pode ser ampliado para aplicações práticas. Claro, as aplicações para eletricidade gerada por ligas metálicas de forma vão muito além de automóveis, mas os SMAs provavelmente não serão amplamente usados ​​como meio de reciclagem de energia térmica por vários anos..




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