【中新社北京一月廿二日电】(记者孙自法)中国科学家团队最近在世界上首次发现「溶解压卡效应」,打破了长期困扰制冷材料领域的「低碳-大冷量-高换热」不可能三角关系,并设计出一套高效的四步循环系统,有望推动制冷行业迎来一场绿色革命。
这项为下一代绿色制冷技术开辟全新路径的重大突破,由中国科学院金属研究所李昺研究员团队与合作者共同完成,相关成果论文北京时间廿二日凌晨在国际学术期刊《自然》上线发表。
论文共同通讯作者李昺指出,制冷技术是现代社会的基石,目前广泛使用的气体压缩制冷技术虽贡献了中国约百分之二的国内生产总值(GDP),却也消耗了近百分之廿的电力,并产生了百分之七点八的碳排放。
为应对气候变化与节能减排需求,中国科学院金属研究所科研团队近年来著力开发固态相变制冷材料。他们在本项研究的实验中发现,硫氰酸铵溶液在压力变化下表现出惊人的热效应:加压时盐析出并放热,卸压后盐迅速溶解并强力吸热,室温下溶液温度可在廿秒内骤降近摄氏三十度;在高温环境下降温幅度更高,远超已知固态相变材料性能。
李昺表示,这一现象被命名为「溶解压卡效应」,也是国际上首次发现。其突破性在于将制冷工质与换热介质合二为一:利用溶液本身流动性实现高效传热,并通过溶解/析出过程提供巨大冷量,有望同时攻克制冷材料领域的低碳排放、大制冷量、高换热效率三大核心挑战,也就是打破「低碳-大冷量-高换热」的不可能三角关系。
基于「溶解压卡效应」,研究团队设计出「加压升温→向环境散热→卸压降温→输送冷量」这一套高效的四步循环系统,单次循环即可实现每克溶液吸收六十七焦耳热量,理论效率高达百分之七十七,展现出优异的工程应用潜力。
「这项研究不仅提供了一种全新的制冷原理,更为发展高效、环保、可扩展的下一代制冷技术奠定了关键科学基础,在大型数据中心热管理方面潜力巨大。」李昺总结说。◇

