內地科學家團隊最新研究發現 有望推動製冷業綠色革命

 【中新社北京一月廿二日電】(記者孫自法)中國科學家團隊最近在世界上首次發現「溶解壓卡效應」,打破了長期困擾製冷材料領域的「低碳-大冷量-高換熱」不可能三角關係,並設計出一套高效的四步循環系統,有望推動製冷行業迎來一場綠色革命。

 這項為下一代綠色製冷技術開闢全新路徑的重大突破,由中國科學院金屬研究所李昺研究員團隊與合作者共同完成,相關成果論文北京時間廿二日凌晨在國際學術期刊《自然》上線發表。

 論文共同通訊作者李昺指出,製冷技術是現代社會的基石,目前廣泛使用的氣體壓縮製冷技術雖貢獻了中國約百分之二的國內生產總值(GDP),卻也消耗了近百分之廿的電力,並產生了百分之七點八的碳排放。

 為應對氣候變化與節能減排需求,中國科學院金屬研究所科研團隊近年來著力開發固態相變製冷材料。他們在本項研究的實驗中發現,硫氰酸銨溶液在壓力變化下表現出驚人的熱效應:加壓時鹽析出並放熱,卸壓後鹽迅速溶解並強力吸熱,室溫下溶液溫度可在廿秒內驟降近攝氏三十度;在高溫環境下降溫幅度更高,遠超已知固態相變材料性能。

 李昺表示,這一現象被命名為「溶解壓卡效應」,也是國際上首次發現。其突破性在於將製冷工質與換熱介質合二為一:利用溶液本身流動性實現高效傳熱,並通過溶解/析出過程提供巨大冷量,有望同時攻克製冷材料領域的低碳排放、大製冷量、高換熱效率三大核心挑戰,也就是打破「低碳-大冷量-高換熱」的不可能三角關係。

 基於「溶解壓卡效應」,研究團隊設計出「加壓升溫→向環境散熱→卸壓降溫→輸送冷量」這一套高效的四步循環系統,單次循環即可實現每克溶液吸收六十七焦耳熱量,理論效率高達百分之七十七,展現出優異的工程應用潛力。

 「這項研究不僅提供了一種全新的製冷原理,更為發展高效、環保、可擴展的下一代製冷技術奠定了關鍵科學基礎,在大型數據中心熱管理方面潛力巨大。」李昺總結說。◇