效率提高48% 环保空调距离我们更近一步

amplly · 发表于 2024-8-23 10:02:23

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我们陷入了一个恶性循环：地球上的气温不断升高，而我们却在用空调来应对，这反过来又导致了全球变暖。如果有的话，这是一个值得投入大量科学研究的问题。值得庆幸的是，我们可能快要找到解决办法了。

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。