科技 | 利用溫差發(fā)電！科學(xué)家驗(yàn)證夜空能量可用于溫室與建筑通風(fēng)

美國加州大學(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，通過利用地表熱量與外太空極寒環(huán)境之間的自然溫差來產(chǎn)生機(jī)械能。

相關(guān)成果已于 11 月 12 日發(fā)表在《Science Advances》上。這一裝置有望為溫室等結(jié)構(gòu)提供夜間通風(fēng)動力，拓展低能耗環(huán)境下的實(shí)際應(yīng)用場景。

該裝置基于斯特林發(fā)動機(jī)原理，這類發(fā)動機(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)動機(jī)非常高效，而其他類型的發(fā)動機(jī)在溫差更大時(shí)表現(xiàn)更好，也能產(chǎn)生更大功率，”Munday 說。

通常，斯特林發(fā)動機(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，它不會自動產(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)動機(jī)的冷端“連接”到一個極冷但距離遙遠(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，頭部會因熱量散失而感到寒冷。

為測試輻射冷卻的概念，研究人員將一個簡單的斯特林發(fā)動機(jī)（本質(zhì)上是驅(qū)動飛輪的活塞）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)動機(jī)的熱端，而面板則將冷端與太空連接。經(jīng)過一年的夜間實(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)動風(fēng)扇，并將其連接到小型電動機(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)。

來源：IT之家

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