Jak działa silnik czerpący energię z kosmosu?
Podstawą wynalazku jest klasyczny silnik Stirlinga w nowej odsłonie. To typ maszyny cieplnej wynalezionej w XIX wieku, która potrafi zamieniać nawet niewielkie różnice temperatur na ruch mechaniczny. W tym przypadku ciepło pochodzi z otaczającego powietrza, a chłód – z głębokiej przestrzeni kosmicznej. Mechanizm opiera się na zjawisku chłodzenia radiacyjnego. Urządzenie nie musi fizycznie łączyć się z kosmosem, bo wystarczy, że odpowiednio ukształtowana powierzchnia skierowana w niebo emituje promieniowanie podczerwone.
Czytaj też: Mikroskopijny silnik gorętszy od Słońca. Europejska maszyna przekracza dotychczasowe granice
W rzeczywistości nie musi fizycznie dotykać przestrzeni kosmicznej, może po prostu oddziaływać z przestrzenią radiacyjnie – tłumaczy Jeremy Munday z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis
Dlaczego akurat ten typ silnika sprawdza się w takich warunkach? Jak wskazuje badacz, inne konstrukcje wymagają znacznych różnic temperatur do efektywnej pracy, podczas gdy silnik Stirlinga radzi sobie nawet z minimalnymi gradientami. Roczne testy w naturalnych warunkach przyniosły konkretne wyniki. Urządzenie generuje stabilnie około 400 miliwatów mocy mechanicznej z każdego metra kwadratowego powierzchni. To oczywiście niewiele w porównaniu z dzienną produkcją paneli fotowoltaicznych, ale wystarczająco, by znaleźć praktyczne zastosowania.
Przebieg testów silnika Stirlinga w nowym wydaniu
Podczas eksperymentów badacze najpierw podłączyli do systemu standardowy wentylator, który działał bez zarzutu. Następnie połączyli go z małym generatorem, uzyskując w ten sposób energię elektryczną. To pokazuje, iż opisywana technologia może służyć różnym celom. Efektywność urządzenia zależy w dużej mierze od warunków atmosferycznych. Najlepiej sprawdza się w rejonach o niskiej wilgotności powietrza i czystym niebie. Chmury i para wodna skutecznie blokują promieniowanie podczerwone, utrudniając wymianę ciepła z przestrzenią kosmiczną. Suchy klimat śródziemnomorski czy pustynny stworzyłby idealne warunki do pracy.
Czytaj też: Chiński silnik odrzutowy z rekordowymi parametrami. Chińczycy napisali nowy rozdział w lotnictwie
Jednym z najbardziej obiecujących kierunków wykorzystania jest wentylacja szklarni i budynków. Szklarnie często wymagają nocnej cyrkulacji powietrza do regulacji temperatury i wilgotności. Obecnie potrzebują do tego zewnętrznych źródeł energii, podczas gdy nowe rozwiązanie mogłoby działać autonomicznie. Uniwersytet w Davis zgłosił już tymczasowy patent związany z tą technologią, co sugeruje poważne plany komercjalizacyjne. Od prototypu do powszechnego zastosowania droga jest jeszcze daleka, choć podstawy technologiczne wydają się solidne. Istotny pozostaje fakt, iż system ten działa wyłącznie po zmroku. W ciągu dnia różnica temperatur jest zbyt mała lub działa w odwrotnym kierunku. To ograniczenie może jednak stać się zaletą w połączeniu z panelami słonecznymi, tworząc hybrydowy system pracujący całodobowo.