توسط : پژوهشگران دستگاهی ساخته‌اند که می‌تواند حتی در تاریکی شب و بدون نور خورشید، با استفاده از اختلاف دمای طبیعی بین گرمای سطح زمین و سرمای فضای بیرونی، انرژی تولید کند.
به گزارش سایتک‌دیلی، محققان دانشگاه کالیفرنیا موفق به ساخت دستگاهی شده‌اند که می‌تواند تنها با استفاده از اختلاف دمای طبیعی بین گرمای سطح زمین و سرمای فضای بیرونی در شب، انرژی مکانیکی تولید کند؛ روشی که امکان تولید انرژی حتی در تاریکی شب را فراهم می‌کند. این فناوری می‌تواند برای کاربردهایی مانند گردش هوا در گلخانه‌ها یا سایر سازه‌ها مورد استفاده قرار گیرد.
مبنای عملکرد این دستگاه، موتور استرلینگ است؛ نوعی موتور حرارتی که با اختلاف دما میان دو سطح کار می‌کند. «جرمی ماندی»، استاد مهندسی برق و کامپیوتر و یکی از نویسندگان این پژوهش توضیح می‌دهد:
«در بیشتر موتورهای معمولی، مانند موتورهای احتراق داخلی، برای تولید انرژی به اختلاف دمای بسیار زیاد نیاز است. اما موتور استرلینگ حتی با اختلاف دمای بسیار کم نیز قادر به کار کردن است؛ مثلاً اختلاف دمایی در اندازه یک فنجان قهوه گرم و هوای اطراف.»
به‌طور معمول، موتورهای استرلینگ زمانی کار می‌کنند که یک سمت آن‌ها در تماس با منبع گرما قرار گیرد و سمت دیگر در معرض محیطی خنک‌تر باشد. ماندی در توضیح عملکرد این فناوری می‌گوید: «اگر این موتور را فقط روی میز قرار دهید، هیچ توانی تولید نمی‌کند، چون تمام بخش‌های آن در یک دما هستند.»
البته یکی از راه‌های ایجاد اختلاف دمای لازم برای تولید انرژی، گرم‌‌کردن یک سمت دستگاه با سوزاندن سوخت است. اما ماندی و پژوهشگر دوره تحصیلات تکمیلی، «تریستان دِپ»، ایده متفاوتی مطرح کردند؛ آن‌ها به‌جای تولید گرما، قصد داشتند سمت سرد دستگاه را به سردترین محیطی که می‌شناسیم متصل کنند؛ جایی بسیار دور و به‌طور طبیعی در دمای پایین: فضای عمیق و تاریک کیهان.
ماندی توضیح داد: «درواقع لازم نیست این موتور از نظر فیزیکی با فضا در تماس باشد، فقط می‌تواند از نظر تابشی با فضا تعامل داشته باشد. درست مثل این است که در یک شب سرد و صاف بیرون ایستاده باشید؛ سر شما به‌سرعت شروع به سرد شدن می‌کند و گرما از آن ساطع می‌شود.»
موتوری که از اختلاف بین دمای سطح زمین و محیط انرژی تولید می‌کند
محققان برای آزمون این ایده، یک موتور ساده استرلینگ (متشکل از پیستون و چرخ لنگ) را روی صفحه‌ای قرار دادند که مانند یک آنتن تابشی عمل کرده و گرما را به فضای بیرون منتقل می‌کند. کل مجموعه در فضای باز و روی زمین قرار گرفت؛ زمین نقش سمت گرم موتور را داشت و صفحه آنتن سرمای فضای محیط را دریافت می‌کرد.
نتایج آزمایش‌ها نشان داد این دستگاه می‌تواند حداقل ۴۰۰ میلی‌وات انرژی مکانیکی در هر مترمربع تولید کند. پژوهشگران در یک آزمایش عملی، انرژی تولیدشده را برای راه‌اندازی مستقیم یک فن و تأمین برق یک موتور الکتریکی کوچک به‌کار گرفتند.
این دستاورد نشان می‌دهد که می‌توان از سرمای آسمان شب به‌عنوان منبعی واقعی برای تولید انرژی استفاده کرد. به گفته محققان، کارایی این روش در مناطقی با آسمان صاف و رطوبت پایین (مانند برخی مناطق بیابانی) بسیار بیشتر خواهد بود. همچنین این فناوری می‌تواند برای تهویه گلخانه‌ها، ساختمان‌های مسکونی و حتی تولید انرژی در مقیاس‌های کوچک به کار گرفته شود.
نتایج این پژوهش در مجله Science Advances منتشر شده است.
همچنین بخوانید: محققان دستگاهی ساخته‌اند که از تبخیر آب روی پوسته گردو برق تولید می‌کند!
