效率提高48% 环保空调距离我们更近一步

香港科技大学（HKUST）的研究人员开发出了一种弹性热量冷却装置，他们认为这种装置的效率比以前的尝试高出 48%。它的冷却原理与传统空调的蒸汽压缩原理完全不同，完全不需要在空调设备中使用排放温室气体的制冷剂。

科大研究人员的高效电积冷却装置

新装置是利用弹性效应工作的。当施加或卸除外部机械力时，固体材料会可逆地改变形状，发生相变。由于两种共存相之间的熵差，这种材料既可以降温，也可以升温。

1980年，物理学家罗德里格斯和布朗首次发现了电致冷效应，但当时并没有将其归结为制冷或类似应用的潜在可能。2023 年 9 月，香港科技大学的研究人员实现了 50 开尔文的冷却。研究小组利用镍钛（NiTi）形状记忆合金开发了一种多材料级联技术--这种材料在冷态时可以改变形状，而在加热时又能恢复原状。

研究人员选择了三种具有不同相变温度的镍钛合金，分别在冷端、中间端和热端工作。通过将每个单元的工作温度与相应的相变温度相匹配，整个装置的超弹性温度窗口扩大到 100 K 以上，每个镍钛单元都在其最佳温度范围内工作，从而显著提高了冷却效率。

现在，该系统使他们的设备能够将温度降低 75 开尔文，而且无需使用有害制冷剂。它的能效也要高得多。

那什么时候能有更好的空调？很难说。但希望能早于我们融化更多冰盖的时间。国际能源机构是法国的一家非营利机构，负责协调能源效率方面的研究和培训。根据该机构的数据，到 2050 年，我们仅用于冷却房屋和建筑物的能源消耗就将增加一倍以上。

研究人员在研究类似节能技术的过程中会产生多少竞争，也将是一件有趣的事情。去年，卢森堡科技学院的研究人员开发出一种基于电致冷效应的系统--陶瓷和聚合物等材料在受到电场作用时会发生可逆的温度变化。他们的设备产生了 20 开尔文的温差，却没有观察到任何击穿现象。

LIST卢森堡的研究人员指出，电解冷却装置所用的大量电能可以重复使用，因此它们的效率相当高。此外，这种技术还可以应用于冷却电动汽车电池等领域。

有关这项研究的论文已发表在《自然-能源》杂志上。让降温大战开始吧。