Kaliforniya Üniversitesi (UC) Davis Kampüsü'ndeki mühendisler, ortam sıcaklığı ile uzayın aşırı soğuğu arasındaki kontrastı kullanarak geceleri mekanik güç üreten küçük bir cihaz geliştirdiler.
Prototipleri, radyatif soğutma paneliyle eşleştirilmiş basit bir Stirling motorunun, gün batımından sonra yakıtsız çalışabileceğini gösterdi. Ekip, bu yaklaşımın açık gece gökyüzüne sahip bölgelerdeki seraların ve binaların havalandırılmasına yardımcı olabileceğini belirtiyor.
KÜÇÜK FARK YETERLİ
Araştırmacılar, özellikle küçük sıcaklık farklarıyla çalışabilmesi nedeniyle Stirling motoruna odaklandılar. İçten yanmalı motorlar büyük ısı gradyanlarına ihtiyaç duyarken, Stirling motorları çok daha azıyla çalışabiliyor.
UC Davis'te elektrik ve bilgisayar mühendisliği profesörü olan Jeremy Munday, bu motorların yalnızca küçük sıcaklık farkları olduğunda çok verimli olduğunu, diğer motor türlerinin ise daha büyük sıcaklık farklarında daha iyi çalıştığını belirtti.
Standart bir Stirling motoru, farklı sıcaklıklara sahip iki yüzey arasında bulunur ve her iki taraf da aynı sıcaklığa sahip olduğunda hareket etmez. Araştırmacılar genellikle bu sorunu bir tarafı ısıtarak çözerken, Profesör Munday ve ekibi tam tersini yaparak daha soğuk bir kaynak aradı.
SOĞUK KAYNAK UZAY
Çözümü "derin uzayda" bulan ekip, fiziksel temasın gerekli olmadığını belirtti. Munday, ısının radyasyon yoluyla uzayla etkileşime girerek gökyüzüne yayılabileceğini açıkladı. Bu durumu, açık bir gecede dışarıda duran birinin vücut ısısının hızla düşmesine benzetti.
Ekip, radyatif soğutma paneline basit bir Stirling motoru monte etti. Kurulumu yere yerleştirdiklerinde, toprak "sıcak taraf" olarak hizmet etti. Panel ise yukarıyı göstererek gece gökyüzüne doğru ısı yaydı. Bu durum, pistonu harekete geçirip volanı döndürmek için yeterli bir sıcaklık farkı yarattı.
KÜÇÜK VANTİLATÖR ÇALIŞTIRDI
Bir yıl boyunca yapılan gece testleri, cihazın metrekare başına en az 400 miliwatt mekanik güç üretebildiğini gösterdi. Ekip, bu güçle küçük bir vantilatörü çalıştırdı ve sistemi bir elektrik motoruna bağlayarak akım üretmeyi başardı. Bu gösteriler, gece gökyüzünün soğutulmasının, güneş ışığı olmadan hafif makineleri çalıştırabileceğini doğruladı.
Araştırmacılar, sistemin düşük nem oranına sahip ve geceleri sık sık açık olan yerlerde en iyi şekilde çalıştığını söylüyor. Bu yöntemin, özellikle sıcaklıklar düştüğünde sirkülasyona ihtiyaç duyan seraların havalandırılmasını veya evlerdeki hava akışını destekleyebileceğine inanıyorlar.
PATENT BAŞVURUSU YAPILDI
UC Davis, bu teknoloji için geçici bir patent başvurusunda bulundu. Ekip, tasarımı geliştirmeyi ve daha geniş uygulama alanlarını keşfetmeyi planlıyor. Bulgular, uzayın gece vakti enerji üretimi için pratik bir "ısı emici" görevi görebileceğini gösteriyor.
