中新網(wǎng)北京1月22日電 (記者 孫自法)中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)最近在世界上首次發(fā)現(xiàn)“溶解壓卡效應(yīng)”，基于該效應(yīng)一舉打破了長(zhǎng)期以來困擾制冷材料領(lǐng)域的“低碳-大冷量-高換熱”不可能三角關(guān)系，并設(shè)計(jì)出一套高效的四步循環(huán)系統(tǒng)，有望推動(dòng)制冷行業(yè)迎來一場(chǎng)綠色革命。

　　這項(xiàng)為下一代綠色制冷技術(shù)開辟全新路徑的重大突破，由中國(guó)科學(xué)院金屬研究所李昺研究員團(tuán)隊(duì)與合作者共同完成，相關(guān)成果論文北京時(shí)間1月22日凌晨在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》上線發(fā)表。

　　應(yīng)對(duì)氣候變化與節(jié)能減排需求

　　論文共同通訊作者李昺研究員指出，制冷技術(shù)是現(xiàn)代社會(huì)的基石，目前廣泛使用的氣體壓縮制冷技術(shù)雖貢獻(xiàn)了中國(guó)約2%的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)，卻也消耗了近20%的電力，并產(chǎn)生了7.8%的碳排放。

　　為應(yīng)對(duì)氣候變化與節(jié)能減排需求，中國(guó)科學(xué)院金屬研究所科研團(tuán)隊(duì)近年來著力開發(fā)固態(tài)相變制冷材料，這類材料通過壓力或磁場(chǎng)變化實(shí)現(xiàn)吸放熱，避免了氣體制冷劑的排放問題。然而，固態(tài)材料固有的導(dǎo)熱慢、界面熱阻大等缺陷，嚴(yán)重制約了其在實(shí)際大功率場(chǎng)景中的應(yīng)用。

　　攻克制冷材料領(lǐng)域三大核心挑戰(zhàn)

　　在本項(xiàng)研究中，科研團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，硫氰酸銨溶液在壓力變化下表現(xiàn)出驚人的熱效應(yīng)：加壓時(shí)鹽析出并放熱，卸壓后鹽迅速溶解并強(qiáng)力吸熱，室溫下溶液溫度可在20秒內(nèi)驟降近30°C；在高溫環(huán)境下降溫幅度更高，遠(yuǎn)超已知固態(tài)相變材料性能。這一現(xiàn)象被命名為“溶解壓卡效應(yīng)”。

　　李昺表示，該效應(yīng)的突破性在于將制冷工質(zhì)與換熱介質(zhì)合二為一：利用溶液本身流動(dòng)性實(shí)現(xiàn)高效傳熱，并通過溶解/析出過程提供巨大冷量，有望同時(shí)攻克制冷材料領(lǐng)域的低碳排放、大制冷量、高換熱效率三大核心挑戰(zhàn)，也就是打破“低碳-大冷量-高換熱”的不可能三角關(guān)系。

　　奠定下一代制冷技術(shù)關(guān)鍵基礎(chǔ)

　　基于“溶解壓卡效應(yīng)”，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出“加壓升溫→向環(huán)境散熱→卸壓降溫→輸送冷量”這一套高效的四步循環(huán)系統(tǒng)，單次循環(huán)即可實(shí)現(xiàn)每克溶液吸收67焦耳熱量，理論效率高達(dá)77%，展現(xiàn)出優(yōu)異的工程應(yīng)用潛力。

　　“這項(xiàng)研究不僅提供了一種全新的制冷原理，更為發(fā)展高效、環(huán)保、可擴(kuò)展的下一代制冷技術(shù)奠定了關(guān)鍵科學(xué)基礎(chǔ)，在大型數(shù)據(jù)中心熱管理方面潛力巨大?！崩顣m總結(jié)說。(完)