Mesin Stirling Pendingin Radiatif, Hasilkan Listrik dari Dinginnya Angkasa

Para insinyur di University of California, Davis, telah menciptakan sebuah perangkat yang mampu menghasilkan energi mekanik di malam hari. Caranya? Dengan memanfaatkan kehangatan di dekat permukaan tanah dan dingin ekstrem di luar angkasa. Pendekatan inovatif ini bisa mendukung penggunaan praktis, seperti menggerakkan kipas di rumah kaca atau struktur lainnya. Penelitian menarik tentang Mesin Stirling Pendingin Radiatif ini baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Science Advances.

Perangkat ini didasarkan pada mesin Stirling, sebuah jenis mesin yang bekerja menggunakan perbedaan suhu. Menurut Jeremy Munday, profesor teknik elektro dan komputer di UC Davis dan salah satu penulis studi, banyak mesin, termasuk mesin pembakaran internal, membutuhkan perbedaan suhu yang besar untuk menghasilkan daya. Namun, mesin Stirling dapat beroperasi hanya dengan perbedaan suhu kecil, mirip dengan perbedaan antara secangkir kopi panas dan udara di sekitarnya.

“Mesin-mesin ini sangat efisien ketika hanya ada perbedaan suhu yang kecil, sementara jenis mesin lain bekerja lebih baik dengan perbedaan suhu yang lebih besar dan dapat menghasilkan daya yang lebih banyak,” kata Munday.

Menghubungkan Panas Bumi ke Dinginnya Angkasa

Biasanya, sebuah mesin Stirling berfungsi dengan menempatkan satu sisinya bersentuhan dengan sumber panas, sementara sisi yang berlawanan dihubungkan ke lingkungan yang lebih dingin. “Jika Anda hanya meletakkannya di atas meja, itu tidak akan menghasilkan daya dengan sendirinya karena semua sisi memiliki suhu yang sama,” jelas Munday.

Salah satu cara untuk menciptakan perbedaan suhu, tentu saja, adalah memanaskan satu sisi dengan membakar bahan bakar. Namun, Munday dan mahasiswa peneliti Tristan Deppe bertanya-tanya: bagaimana jika mereka menghubungkan sisi dingin dengan sesuatu yang sangat, sangat dingin, tetapi juga sangat jauh? Yaitu, angkasa luar.

Baca juga: Germanium Superkonduktor, Revolusi Chip Tanpa Boros Energi

“Ini tidak harus menyentuh angkasa secara fisik, ia hanya bisa berinteraksi secara radiatif dengan angkasa,” kata Munday. Ini mirip dengan berdiri di luar pada malam yang dingin dan cerah: kepala Anda akan cepat terasa dingin karena panas memancar menjauh ke angkasa.

Menguji Konsep Pendinginan Radiatif

Ide Deppe dan Munday adalah mengambil Mesin Stirling Pendingin Radiatif sederhana (yang pada dasarnya adalah piston yang menggerakkan roda gila), meletakkannya di atas panel yang berfungsi sebagai antena pemancar panas, dan menempatkan seluruh perangkat di tanah terbuka pada malam hari. Tanah berfungsi sebagai sisi hangat mesin, dan antena menyalurkan dinginnya angkasa.

Satu tahun eksperimen di malam hari menunjukkan bahwa perangkat kecil ini memang dapat menghasilkan setidaknya 400 miliwatt energi mekanik per meter persegi. Para peneliti menggunakan perangkat ini secara eksperimental untuk langsung menggerakkan kipas dan juga menghubungkannya ke motor listrik kecil untuk menghasilkan arus listrik.

Eksperimen menunjukkan bahwa dimungkinkan untuk menghasilkan jumlah daya yang berguna dari langit malam. Potensi terbesar ada di daerah di mana kelembaban rendah dan langit malam biasanya cerah, kata Munday. Prinsip ini dapat digunakan, misalnya, untuk ventilasi rumah kaca atau bangunan tempat tinggal.

Penemuan Mesin Stirling Pendingin Radiatif ini adalah langkah maju yang menarik dalam pencarian sumber energi bersih dan berkelanjutan. Dengan memanfaatkan perbedaan suhu alami antara tanah dan angkasa pada malam hari, perangkat ini membuka kemungkinan baru untuk menghasilkan listrik di tempat-tempat terpencil atau untuk aplikasi yang membutuhkan daya rendah tanpa bergantung pada bahan bakar fosil. Ini adalah contoh cemerlang bagaimana inovasi dapat mengubah elemen lingkungan yang sudah ada menjadi solusi energi yang cerdas dan efisien.

Referensi: DOI: 10.1126/sciadv.adw6833