IT之家 11 月 17 日消息，美國加州大學戴維斯分校的工程師開發出了一種能夠在夜間發電的新裝置，通過利用地表熱量與外太空極寒環境之間的自然溫差來產生機械能。

相關成果已于 11 月 12 日發表在《Science Advances》上（IT之家附 DOI：10.1126/sciadv.adw6833）。這一裝置有望為溫室等結構提供夜間通風動力，拓展低能耗環境下的實際應用場景。

該裝置基于斯特林發動機原理，這類發動機依靠溫差運作。加州大學戴維斯分校電氣與計算機工程系教授、論文合著者 Jeremy Munday 指出，許多發動機（包括內燃機）都需要較大的溫差才能運作，而斯特林發動機只需要微小溫差即可保持運行，例如一杯熱咖啡與室溫之間的溫差。

“當只有小溫差存在時，這種發動機非常高效，而其他類型的發動機在溫差更大時表現更好，也能產生更大功率，”Munday 說。

通常，斯特林發動機的一側需接觸加熱源，另一側接觸較冷的環境。Munday 表示：“如果你把它放在桌面上，它不會自動產生任何能量，因為所有部分溫度相同。”一般的做法是燃燒燃料加熱一側，但 Munday 希望探索另一種方法：讓發動機的冷端“連接”到一個極冷但距離遙遠的環境 —— 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動機（本質上是驅動飛輪的活塞）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，利用地表作為發動機的熱端，而面板則將冷端與太空連接。經過一年的夜間實驗，結果顯示這種小型裝置每平方米可產生至少 400 毫瓦的機械功率。研究團隊用該裝置直接驅動風扇，并將其連接到小型電動機以產生電流。

實驗結果證明，我們確實可以從夜空中獲取實用功率。Munday 指出，這一方法在空氣濕度低、夜空常清澈的地區潛力最大，可用于溫室或建筑物的夜間通風。