在全球应对气候变化与能源转型的关键时期,制冷技术的革新正成为节能减排的重要突破口。
当前,我国广泛使用的气体压缩制冷技术虽贡献了约2%的GDP,却消耗了近20%的电力,并产生7.8%的有机气体碳排放。
这一技术路线不仅能耗高,其使用的氟利昂等制冷剂更是温室效应的重要来源。
传统制冷技术面临的核心矛盾在于难以同时实现低碳排放、大制冷量和高换热效率这三大目标。
近年来,科研界尝试开发固态相变制冷材料,但受限于材料固有的导热慢、界面热阻大等缺陷,始终无法满足实际应用需求。
这一技术瓶颈被业内称为"低碳—大冷量—高换热"不可能三角。
中国科学院金属研究所李昺研究员团队经过长期攻关,在实验中意外发现硫氰酸铵溶液在压力变化下表现出惊人的热效应。
加压时盐析出并放热,卸压后盐迅速溶解并强力吸热,室温下溶液温度可在20秒内骤降近30℃。
这一现象被命名为"溶解压卡效应",其创新性在于将制冷工质与换热介质合二为一。
该技术的突破性体现在三个方面:首先,利用溶液本身的流动性解决了传统固态材料换热效率低的问题;其次,通过溶解与析出过程实现了远超现有技术的制冷量;最重要的是,整个过程无需使用任何温室气体,从根本上解决了碳排放问题。
实验数据显示,基于该效应的循环系统单次循环即可实现每克溶液吸收67焦耳热量,理论效率高达77%。
业内专家指出,这项技术为全球制冷行业提供了全新的发展路径。
相比传统技术,其应用前景广阔:在工业制冷领域,可大幅降低大型冷库、数据中心等高能耗场景的运行成本;在家用领域,有望开发出更节能环保的空调、冰箱产品;在特殊场景下,如医疗冷链、航天制冷等方面也具有独特优势。
"溶解压卡效应"的发现是基础科学研究服务于实际需求的生动体现。
在全球气候变化日益严峻、各国竞相推进绿色能源转型的背景下,这一创新突破为制冷产业的升级换代指明了方向。
随着该技术的进一步完善和产业化推进,绿色、高效的制冷方案有望成为新时代的行业标准,在助力经济高质量发展的同时,为建设生态文明、应对气候挑战贡献中国力量。