研究人员推出每克吸热 67 焦耳的高效、低排放冷却技术

冷却/制冷技术是人类最重要的发明之一，但同时也付出了高昂的环境代价。广泛使用的蒸汽压缩冷却系统占中国用电量的近 15%（2019 年数据），占全球碳排放量的 7.8% 以上（2020 年数据）。虽然固态热材料已成为低排放的替代品，但其无法高效传热的缺陷严重限制了其大规模应用。

现在，中国科学院金属研究所李兵教授领导的研究团队破解了这一 "不可能三角"：高制冷量、高效传热和零碳排放。科学家在《自然》杂志上发表了他们的研究成果，介绍了一种基于溶解巴焦效应的新方法。

研究小组通过使用硫氰酸铵（_NH4SCN）盐溶液实现了这一目标。该工艺结合了固体冷却剂的热效应和液体的快速流动能力。通过将冷却剂转化为可泵送的流体，该系统可以对压力变化做出即时响应，而不会出现困扰传统固态边界的传热瓶颈。

这种新型冷却循环的核心机械结构以简单的顺序运行：

• 加压：施加压力，使固体盐从溶液中析出，释放出大量热量。
• 减压：移除压力会使盐迅速溶解回水中，吸收大量热量，使温度急剧下降。

在室温下进行的实验中，液体的温度在短短 20 秒内急剧下降了近 30 开尔文（近 30 摄氏度）。在高温条件下，冷却跨度高达 54 开尔文。对原型四步循环的模拟显示，能效接近 77%，每克冷却能力为 67 焦耳。

预计到 2050 年，全球制冷需求将增加两倍（2022 年数据），这种稳定、可逆的技术为零排放的商用制冷铺平了道路。其卓越的高温性能使其特别适合管理下一代人工智能计算中心的高热负荷。