Обычный двигатель Стирлинга должен быть жёстко подключён к более тёплому источнику с одной стороны и к более холодной среде — с другой. Если все части устройства имеют одинаковую температуру, оно не выдаёт мощности. В новом подходе тёплой стороной служит поверхность Земли, а холод обеспечивается «радиационным окном» в космос.

Авторы работы установили простой двигатель Стирлинга с поршнем и маховиком на специальную панель, которая работает как излучающая антенна: она отдаёт тепло в открытое небо и тем самым охлаждается за счёт инфракрасного излучения в космос. Весь блок размещался на земле под открытым небом ночью. Тёплый грунт создаёт одну сторону температурного перепада, охлаждённая панель — другую. При ясном небе панель может становиться заметно холоднее окружающей среды именно за счёт излучения тепла в космос.

Год ночных испытаний показал, что такая система способна устойчиво выдавать не менее 400 милливатт механической мощности на квадратный метр устройства. Учёные продемонстрировали работу вентилятора, напрямую запитанного от двигателя, а также подключили двигатель к небольшому электрогенератору и получили электрический ток.

Эффективность такого подхода, отмечают авторы, особенно высока в регионах с сухим климатом и преимущественно ясным небом, где тепловое излучение в космос меньше задерживается водяным паром и облаками. В перспективе подобные устройства можно применять для ночной вентиляции теплиц и жилых зданий, используя только естественный тепловой баланс между Землёй и космосом.

Калифорнийский университет подал предварительную патентную заявку на разработку.