新的液體冷卻方法有望實現大規模零排放製冷
中國科學院的研究人員通過開發一種新的冷卻方法，克服了製冷領域長期存在的瓶頸，可以將碳排放量降至零。在金屬研究所李兵教授的帶領下，該團隊推出了一種基於溶解壓熱效應的技術，為傳統蒸汽壓縮製冷提供了一種清潔的替代方案。從食品儲存到數據中心，冷卻系統對現代生活至關重要，但它們的環境成本很高。傳統製冷嚴重依賴電力，對全球碳排放造成重大影響。固態冷卻長期以來一直被視為一種更環保的選擇，但其在現實世界中的使用受到限制。主要挑戰是傳熱不良，這阻礙了固體冷卻劑大規模有效地工作。不受固體限制的冷卻研究人員通過將固體冷卻效果與液體流動相結合，找到了繞過這一障礙的方法。在研究硫氰酸銨時，他們觀察到當鹽溶解在水中時，會釋放大量的熱量。施加壓力會逆轉該過程，導致鹽再次沉澱。這種可逆循環允許在施加和釋放壓力時持續冷卻，使其適用於製冷系統。與傳統的固態冷卻不同，傳統的固態冷卻中熱量難以跨越材料邊界，這種方法將製冷劑和傳熱介質集成到單一流動液體中。該方法通過同時提供低排放、高冷卻能力和高效傳熱，解決了研究人員所描述的熱量材料的“不可能三角”。實驗室實驗顯示出驚人的性能。在室溫下，該系統在短短 20 秒內就產生了近 30 開爾文的溫度下降。在較高溫度下，冷卻跨度高達 54 開爾文。這些數字遠遠超過了現有固態壓熱材料的性能。對原型冷卻循環的模擬還表明，冷卻能力為每克 67 焦耳，效率接近 77%。專為真實機器打造 通過使用原位光譜技術，該團隊確認冷卻過程是穩定、可逆的，並且能夠立即響應壓力變化。這些特性對於現實世界中必須長期可靠運行的製冷系統至關重要。該技術不同於依賴氣體壓縮或固相變化的傳統冷卻原理。通過將冷卻劑轉變為可泵送的流體，系統可以直接通過熱交換器，從而簡化設計並提高性能。這為工業設施和家庭等開啟了零排放製冷之門。高溫下的強勁性能也使得該技術對於冷卻下一代人工智能計算中心特別有吸引力，因為這些中心的熱負荷極高，能源效率至關重要。研究人員表示，該方法可以幫助重塑冷卻系統的設計方式，減少多個行業的能源使用和碳排放。該研究發表在《自然》雜誌上。
已发布: 2026-01-22 23:13:00
