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我國科研人員發現“溶解壓卡效應” 開辟綠色制冷新路徑

A-A+日期:2026-01-22來源:新華網    

近日,中國科學院金屬研究所李昺研究員團隊與合作者在研究中發現“溶解壓卡效應”,為下一代綠色制冷技術開辟了全新路徑。相關研究成果于1月22日在國際學術期刊《自然》上發表。

為應對氣候變化與節能減排需求,研究人員近年來著力開發固態相變制冷材料,這類材料通過壓力或磁場變化實現吸放熱,避免了氣體工質的排放問題。然而,固態材料固有的導熱慢、界面熱阻大等缺陷,嚴重制約了其在實際大功率場景中的應用。

該研究團隊在實驗中發現,硫氰酸銨溶液在壓力變化下表現出驚人的熱效應:加壓時鹽析出并放熱,卸壓后鹽迅速溶解并強力吸熱,室溫下溶液溫度可在20秒內驟降近30攝氏度,在高溫環境下降溫幅度更高,遠超已知固態相變制冷材料性能。這一現象被命名為“溶解壓卡效應”。

科研人員介紹,“壓卡效應”是指某些固體材料在外界壓力改變時,內部結構就會發生相變,從而產生吸熱或放熱的現象。通過循環吸熱放熱就可以實現制冷效果。而“溶解壓卡效應”是將壓卡效應拓展至溶解熱的情形,利用溶液本身流動性實現高效傳熱,同時通過溶解或析出過程提供巨大冷量,且水溶液不涉及碳排放,從而打破了長期以來困擾制冷材料領域的“低碳-大冷量-高換熱”不可能三角關系。

基于此效應,團隊設計出一套高效的四步循環系統:加壓升溫、向環境散熱、卸壓降溫、輸送冷量,單次循環即可實現每克溶液吸收67焦耳熱量,理論效率高達77%,展現出優異的工程應用潛力。

科研人員表示,這項研究提供了一種全新的制冷原理,未來有望在工業冷卻系統、數據中心散熱、特種制冷設備等領域得到應用。

 

 

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