Istraživači sa Sveučilišta California Davis predstavili su motor koji proizvodi energiju koristeći temperaturnu razliku između tla i hladnog noćnog neba. U prvim ispitivanjima postignuta je snaga od oko 400 milivata po kvadratnom metru, a već se razmatraju i prve praktične primjene.
Od samih početaka znanstvenog istraživanja ljudi pokušavaju iskoristiti energiju koja ispunjava naš planet. Od Thalesa iz Mileta i njegovih opažanja statičkog elektriciteta u 6. stoljeću prije Krista, pa sve do vodeničnih kola, parnih strojeva, vjetroturbina i nuklearnih reaktora, tehnološki napredak uvijek se vrtio oko pretvaranja topline i gibanja u rad.
U taj se niz uklapa i novo rješenje temeljeno na Stirlingovu motoru, konstrukciji koju je 1816. osmislio Robert Stirling kao sigurniju alternativu tada nestabilnim parnim strojevima. Klasični Stirlingov motor radi na cikličkom zagrijavanju i hlađenju plina koji pritiskom pokreće mehanički sustav. Bio je pouzdaniji od parnih strojeva, ali slabije snage pa se nikada nije nametnuo kao glavni izvor energije.
“Ovi motori vrlo su učinkoviti kada postoje samo male temperaturne razlike, dok druge vrste motora bolje rade pri velikim razlikama i proizvode više snage. Ako motor samo stavite na stol, neće proizvesti ništa jer su sve njegove strane jednako tople”, rekao je Jeremy Munday sa UC Davisa u izjavi za medije.
Munday i doktorand Tristan Deppe počeli su razmatrati može li se Stirlingov motor iskoristiti uz temperaturnu razliku koja ne dolazi iz neposrednog okruženja. Pitanje je bilo može li se toplina s tla odvoditi prema hladnom noćnom nebu i na taj način stvoriti potrebni pogon. Pokusi su pokazali da takav pristup doista funkcionira.
U demonstraciji su jednostavan Stirlingov motor, u kojem klip pokreće mali zamašnjak, smjestili na ploču koja djeluje kao radijacijska antena. Gornja površina ploče postupno se hladi jer toplinu zračenjem predaje nebu, dok donja strana ostaje toplija zahvaljujući tlu. Ta temperaturna razlika pokreće motor i omogućuje proizvodnju snage do oko 400 milivata po kvadratnom metru. Sustav može raditi i danju i noću pa se prirodno nadovezuje na rad solarnih sustava.
Mogućnosti poboljšanja
Autori ističu da su potencijalne nadogradnje značajne. Prazna komora s toplinskom izolacijom, veća kontaktna površina ili korištenje materijala bolje toplinske vodljivosti poput bakra mogli bi povećati učinkovitost. Sama ploča mogla bi se smjestiti u blizini izvora otpadne topline, čime bi se pojačala temperaturna razlika i razina iskoristive energije. Najbolje rezultate motor bi davao u okruženjima s malom vlagom i čestim vedrim noćnim nebom.
Stirlingovi motori ni u prošlosti ni danas nisu zamišljeni kao izvori velike snage. No ta ograničenja ne znače da su neupotrebljivi.
“Prvo razmatramo primjene u staklenicima, gdje je potrebno cirkulirati zrak. Ovu tehnologiju možemo iskoristiti za stvaranje temperaturne razlike koja pokreće ventilator. Pokazali smo da s postignutim razlikama temperature možemo dobiti dovoljno protoka zraka za tu namjenu”, objasnio je Munday u videu posvećenom istraživanju.
U godinama koje dolaze ovakav pristup pretvaranju toplinskog zračenja mogao bi postati dio širih energetskih rješenja, osobito ondje gdje se traži jednostavno i dugotrajno napajanje bez složene infrastrukture.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
