IT之家 11 月 17 日消息，美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校的工程師開發(fā)出了一種能夠在夜間發(fā)電的新裝置，通過(guò)利用地表熱量與外太空極寒環(huán)境之間的自然溫差來(lái)產(chǎn)生機(jī)械能。

相關(guān)成果已于 11 月 12 日發(fā)表在《Science Advances》上（IT之家附 DOI：10.1126/sciadv.adw6833）。這一裝置有望為溫室等結(jié)構(gòu)提供夜間通風(fēng)動(dòng)力，拓展低能耗環(huán)境下的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景。

該裝置基于斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)原理，這類發(fā)動(dòng)機(jī)依靠溫差運(yùn)作。加州大學(xué)戴維斯分校電氣與計(jì)算機(jī)工程系教授、論文合著者 Jeremy Munday 指出，許多發(fā)動(dòng)機(jī)（包括內(nèi)燃機(jī)）都需要較大的溫差才能運(yùn)作，而斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)只需要微小溫差即可保持運(yùn)行，例如一杯熱咖啡與室溫之間的溫差。

“當(dāng)只有小溫差存在時(shí)，這種發(fā)動(dòng)機(jī)非常高效，而其他類型的發(fā)動(dòng)機(jī)在溫差更大時(shí)表現(xiàn)更好，也能產(chǎn)生更大功率，”Munday 說(shuō)。

通常，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的一側(cè)需接觸加熱源，另一側(cè)接觸較冷的環(huán)境。Munday 表示：“如果你把它放在桌面上，它不會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生任何能量，因?yàn)樗胁糠譁囟认嗤！币话愕淖龇ㄊ侨紵剂霞訜嵋粋?cè)，但 Munday 希望探索另一種方法：讓發(fā)動(dòng)機(jī)的冷端“連接”到一個(gè)極冷但距離遙遠(yuǎn)的環(huán)境 —— 太空。

Munday 解釋稱，這并不需要與外太空保持物理接觸，只需要通過(guò)輻射方式與外太空交換熱量，類似于人在晴朗寒夜站在戶外，頭部會(huì)因熱量散失而感到寒冷。

為測(cè)試輻射冷卻的概念，研究人員將一個(gè)簡(jiǎn)單的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)（本質(zhì)上是驅(qū)動(dòng)飛輪的活塞）放置在一塊具備輻射散熱能力的面板上，并將其置于戶外地面上，利用地表作為發(fā)動(dòng)機(jī)的熱端，而面板則將冷端與太空連接。經(jīng)過(guò)一年的夜間實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示這種小型裝置每平方米可產(chǎn)生至少 400 毫瓦的機(jī)械功率。研究團(tuán)隊(duì)用該裝置直接驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，并將其連接到小型電動(dòng)機(jī)以產(chǎn)生電流。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，我們確實(shí)可以從夜空中獲取實(shí)用功率。Munday 指出，這一方法在空氣濕度低、夜空常清澈的地區(qū)潛力最大，可用于溫室或建筑物的夜間通風(fēng)。