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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

   2026-01-22 新華網

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核心提示: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

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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