我把这个消息告诉大伙儿,我国科学家在制冷这块儿有了重大发现,首次破解了一个被称为“不可能三角”的难题。这个难题就是怎么把制冷效率搞高,还得保证制冷量够大,而且还得环保,这下总算有了突破。 2024年1月22日,这事儿成了《自然》杂志上的大新闻,稿子名字叫《极端溶解压卡效应》。中国科学院金属研究所的研究团队在沈阳材料科学国家研究中心磁性与热功能材料研究部搞了这个项目,他们琢磨出了一套全新的制冷原理。 以前大家用的气体压缩制冷技术虽然成熟,但太费电,还得用氟利昂这类东西,容易排放温室气体。后来发展起来的固态相变材料技术虽然环保,但因为导热不好、界面热阻大,很难搞定大功率的活儿。 这次研究团队不走寻常路,他们发现了一种“溶解压卡效应”。这东西挺特别的,不像以前光靠物质固态变液态或者反过来来吸热放热。它的核心是利用压力精确控制特定物质在溶剂里溶解和析出的过程。 大家可以这么理解:加压的时候溶质溶解就会吸热,卸压的时候溶质析出就会放热。研究团队设计了一个循环系统:先加压让溶液升温溶解并吸热;然后把热量散发到环境中;接着卸压让溶液降温析出;最后利用低温溶液直接输送冷量。 这个设计最妙的地方是把制冷工质和换热介质合二为一了。传统固态制冷材料和换热流体之间有界面热阻很难解决,这回一下子就没了。实验数据显示,这套系统单次循环每克工质能吸收67焦耳的热量,理论制冷效率(也就是卡诺效率)高达77%。 这意味着以后大家在耗能一样的情况下能得到更多的冷量,或者提供同样冷量时大大降低能耗。这不仅是制冷技术的突破,更是提出了一种全新的热管理物理机制。 我国在高端制冷基础研究领域这下算是走在了世界前列。这事儿不光解决了实际问题,也为我国在节能减排这块儿积累了原始创新成果。以后要是这技术进一步完善并推广开来,肯定能造出很多高效、低碳、紧凑的新设备和系统。 不管是工业节能还是绿色建筑、高端电子器件的散热问题,甚至是咱们生活中的家用电器都能用得上这种技术。这就是为什么科学家们这么高兴地在2024年1月22日把成果发表出来了。