|
Этот двигатель превращает холод космоса в энергию
|
|
|
|
Земля буквально кипит от энергии, и с самых ранних этапов развития современной науки — Фалес Милетский, которого многие считают первым ученым в западном мире, исследовал механизм действия статического электричества в 6 веке до н.э. — инженеры находили новые и увлекательные способы использовать его. эта энергия. Со временем эти методы включали в себя все - от водяных колес и двигателей внутреннего сгорания до ветряных турбин и ядерных реакторов.
|
|
|
|
Продолжая эту тысячелетнюю традицию, ученые Калифорнийского университета в Дэвисе разработали своего рода двигатель Стирлинга, впервые изобретенный одним из величайших инженеров в истории Робертом Стирлингом в 1816 году, чтобы конкурировать с паровым двигателем, который генерирует энергию за счет использования температурного градиента между Землей и космосом. Подробности этого замечательного изобретения были опубликованы в журнале Science Advances.
|
|
|
|
Двигатели Стирлинга основаны на циклическом нагревании определенного типа газа для преобразования тепла в механическую работу. В начале 19 века паровые двигатели имели неприятную привычку взрываться (что могло привести к гибели, увечьям и/или ожогам людей). Поскольку такой взрыв был невозможен при использовании двигателя Стирлинга, он рассматривался как более безопасный способ производства энергии, но, к сожалению, он просто не производил достаточной мощности.
|
|
|
|
“Эти двигатели очень эффективны при небольших перепадах температур, в то время как другие типы двигателей работают лучше при больших перепадах температур и могут вырабатывать больше энергии”, - сказал Джереми Мандей, соавтор исследования из Калифорнийского университета в Дэвисе, в заявлении для прессы. “Если вы просто поставите его на стол, он сам по себе не будет вырабатывать никакой энергии, потому что все стороны имеют одинаковую температуру”.
|
|
|
|
|
|
|
Вместо этого Мандей вместе с аспирантом Тристаном Деппе задались вопросом, можно ли подключить двигатель Стирлинга к нелокальному температурному градиенту. Другими словами, может ли двигатель каким—то образом быть радиационно связан с холодной пустотой космоса - или, по крайней мере, с ночным небом? Ответ, как оказалось, положительный.
|
|
|
|
В этом экспериментальном исследовании Мандей и Деппе разместили двигатель Стирлинга - нечто большее, чем поршень, приводящий в движение простой маховик, - на панели, которая действует как теплоизлучающая антенна. Верхняя часть пластины "соединяется" с ночным небом и охлаждает его, в то время как нижняя часть сохраняет тепло земли. Возникающий в результате перепад температур между этими пластинами приводит в действие двигатель, вырабатывая более 400 милливатт мощности на квадратный метр. Этот двигатель может работать днем и ночью, что делает его прекрасным дополнением к солнечной энергии.
|
|
|
|
Авторы также отмечают, что усовершенствованные материалы, в том числе термоизолирующий вакуумный корпус, увеличенная контактная поверхность и использование материалов с более высокой теплопроводностью, таких как медь, могут повысить производительность. Кроме того, саму панель можно было бы дополнительно оптимизировать, либо расположив ее вблизи источников отработанного тепла (что может увеличить перепад температур и, следовательно, мощность двигателя), либо просто убедившись, что она работает в условиях, максимально приближенных к оптимальным (имеется в виду низкая влажность и где ночное небо обычно чистое).
|
|
|
|
Хотя со времен Стирлинга многое изменилось, одно остается неизменным: этот тип двигателя не предназначен для энергоемких применений. Но это не значит, что он непрактичен.
|
|
|
|
“Первое, на что мы обращаем внимание, - это возможное применение в теплицах, где необходима циркуляция воздуха”, - сказал Мандей в видеоролике об исследовании на YouTube. “Мы можем использовать это для создания разницы температур для работы вентилятора [...] мы показали, что при такой разнице температур мы можем добиться достаточного расхода воздуха, чтобы быть полезными в этом приложении”.
|
|
|
|
Источник
|
