Инженеры Калифорнийского университета в Дэвисе разработали устройство, способное вырабатывать механическую энергию ночью за счет разницы температур между теплом Земли и холодом космоса. Эта технология может быть использована для вентиляции теплиц и других зданий без применения топлива. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

Принцип работы устройства

Устройство основано на двигателе Стирлинга, который преобразует тепловую энергию в механическое движение. В отличие от двигателей внутреннего сгорания, для эффективной работы двигателю Стирлинга требуется значительно меньшая разница температур. В типичной конфигурации одна сторона двигателя остается теплой, а другая охлаждается, что приводит к движению поршня и выработке механической энергии.

Обычно разницу температур создают путем нагрева одной стороны двигателя с помощью топлива. В данной разработке в качестве холодного резервуара используется космос, что позволяет отказаться от сжигания топлива. Для этого применяется радиационное охлаждение: ночью тепло естественным образом уходит в небо, что и используется в устройстве.

Конструкция и испытания

В конструкции устройства двигатель Стирлинга установлен на панели, выполняющей функцию теплоизлучающей антенны. Система размещается на открытом воздухе ночью: Земля нагревает одну сторону двигателя, а панель отводит тепло вверх, соединяя другую сторону с холодом космоса.

В ходе годовых ночных испытаний было установлено, что компактное устройство способно генерировать не менее 400 милливатт механической мощности на квадратный метр. В демонстрациях двигатель приводил в действие небольшой вентилятор и был подключен к электродвигателю для выработки электрического тока.

Перспективы применения

Результаты показывают, что значительное количество энергии можно получать из ночного неба. Наибольшая эффективность достигается в регионах с низкой влажностью и ясным небом. В будущем технология может использоваться для вентиляции теплиц и жилых зданий без традиционных источников энергии.