Le leghe a memoria di forma possono sfruttare l’energia termica delle auto?

Have you ever heard of shape memory alloys? Ha mai sentito parlare di leghe a memoria di forma? DCI

In un’epoca in cui le risorse di carburante diminuiscono e i costi della benzina aumentano, le case automobilistiche stanno facendo tutto il possibile per rendere le auto più efficienti dal punto di vista energetico. Ma c’è un posto ovvio dove l’energia viene semplicemente gettata via mentre un’auto è in funzione: nel calore che esce dal tubo di scappamento.

La Prima Legge della Termodinamica ci dice che l’energia non può essere né creata né distrutta, ma ciò non significa che una certa quantità di essa non possa diventare semplicemente inutile. Generalmente, l’energia inutile lascia un sistema sotto forma di calore, e in un’auto gran parte di questa energia termica sprecata si trova nei gas di scarico. Ma cosa succederebbe se potessimo riconvertire una parte di quell’energia termica in una forma utile – come, ad esempio, l’elettricità? General Motors ha sviluppato un prototipo di dispositivo che fa proprio questo utilizzando leghe a memoria di forma (SMA). Una SMA è una lega che può essere fatta in modo da avere due forme diverse a seconda della temperatura, una cosiddetta forma a memoria di forma quando è calda e una seconda forma a memoria di forma quando è fredda. Spostare un pezzo di lega a memoria di forma avanti e indietro tra ambienti caldi e freddi e cambierà avanti e indietro tra queste due forme. Gli scienziati hanno capito per diversi anni che le SMA estruse nei fili potrebbero essere un modo per produrre energia utilizzabile dal calore, ma il sistema di GM è il primo a mostrare una vera promessa come modo di generare elettricità in un’auto.

Articolo molto interessante
Come faccio a sapere quando le mie gomme devono essere ruotate?

Pubblicità

Per capire come funziona il dispositivo di GM, immaginate un sistema con tre pulegge rotanti disposte agli angoli di un triangolo. Il collegamento delle pulegge è un nastro continuo fatto di fili in lega a memoria di forma. Se un angolo di questa disposizione delle pulegge viene posizionato vicino al tubo di scarico caldo di un’auto e gli altri due angoli in un’area più fredda e meglio ventilata, la banda si contrae nel suo stato iniziale più corto quando si avvicina alla puleggia nell’angolo caldo. Questa contrazione tirerà il resto della banda dopo di essa, facendo ruotare le pulegge e spostando più filo verso la puleggia riscaldata. Le pulegge rotanti tireranno poi il filo SMA riscaldato verso la regione fredda dove si espanderà di nuovo in un ciclo continuo. Il movimento circolare prodotto dalle pulegge può essere utilizzato per azionare un generatore che produce elettricità, che a sua volta può far funzionare la radio dell’auto, il condizionatore d’aria, la presa elettrica – qualsiasi cosa necessiti di una fonte di energia elettrica di livello relativamente basso.

Secondo i ricercatori di GM, ci vorranno circa dieci anni per spostare questo dispositivo dalla fase di prototipo a quella di applicazione pratica, ma ci sono molti problemi che ancora si frappongono. L’imbottitura del filo SMA con la sua forma casalinga è un processo che richiede tempo – attualmente richiede circa tre mesi – e la fatica del metallo rende le SMA suscettibili di rompersi dopo un certo periodo di utilizzo. Il prototipo esistente di GM genera solo circa due watt di elettricità, ma il team di ricerca che ne è responsabile ritiene che questo possa essere scalato per applicazioni pratiche. Naturalmente, le applicazioni per l’elettricità generata dalle leghe metalliche di forma vanno ben oltre le automobili, ma le SMA probabilmente non entreranno nell’uso generale come mezzo di riciclaggio dell’energia termica per diversi anni a venire.

Lascia un commento