制冷行業(yè)新技術(shù)--固態(tài)制冷減少碳排放

（轉(zhuǎn)載）

目前，冰箱和空調(diào)消耗了全球五分之一的能源。隨著全球氣溫持續(xù)上升，制冷需求只會(huì)繼續(xù)攀升。此外，絕大多數(shù)冰箱和空調(diào)使用的氣體是有毒的、易燃的溫室氣體，它們泄漏到空氣中后，也會(huì)加劇全球變暖問(wèn)題。據(jù)美國(guó)優(yōu)�？凭W(wǎng)站（eurekalert.org）10月9日?qǐng)?bào)道，英國(guó)劍橋大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新設(shè)備，有望替代大部分冰箱和空調(diào)中使用的有毒、易燃的溫室氣體。

該設(shè)備是由基于氧和三種金屬元素組成的PST材料打造的，并表現(xiàn)出了最大電熱效應(yīng)。根據(jù)這項(xiàng)研究成果，研究人員可以開(kāi)發(fā)出高效的固態(tài)冰箱和空調(diào)，并且不再使用體積龐大、價(jià)格昂貴的磁體。相關(guān)成果刊登于《自然》雜志。

論文作者、劍橋大學(xué)材料科學(xué)與冶金學(xué)博士Xavier Moya說(shuō)：“當(dāng)人類(lèi)面對(duì)氣候變化的巨大挑戰(zhàn)以及將碳排放減少到零的壓力時(shí)，我們不僅需要關(guān)注能量的產(chǎn)生，也需要了解它的消耗過(guò)程。”

目前的制冷系統(tǒng)大多采用氣體壓縮制冷技術(shù)，但這種技術(shù)所采用的材料會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。基于固態(tài)相變熱效應(yīng)的制冷技術(shù)作為一種最具希望的替代技術(shù)，近幾十年受到廣泛關(guān)注。

研究人員一直試圖通過(guò)用固態(tài)磁性材料（如釓）代替這些氣體來(lái)改進(jìn)冷卻技術(shù)。然而，由于熱變化是由永久磁體的有限磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的，原型器件的性能一直受到限制。

在今年早些時(shí)候發(fā)表的一項(xiàng)研究中，劍橋領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種便宜的、可廣泛使用的固體，可能會(huì)替代傳統(tǒng)冷卻液。然而，開(kāi)發(fā)用于冷卻的這種材料將涉及許多新的其他的工作，劍橋團(tuán)隊(duì)正在加快這些工作的進(jìn)行。

在當(dāng)前的研究工作中，熱變化是由電壓驅(qū)動(dòng)的。Moya說(shuō)：“從工程的角度來(lái)看，用電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)冷卻更為簡(jiǎn)單，而且可以在不需要磁鐵的情況下重新利用現(xiàn)有的設(shè)計(jì)原則�！�

劍橋大學(xué)的研究人員與來(lái)自哥斯達(dá)黎加、日本的同仁展開(kāi)了合作，使用高質(zhì)量的PST層夾持金屬電極，使PST能承受更高的電壓，并在更廣的溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生了更好的冷卻效果。論文作者Neil Mathur教授說(shuō)：“用性能更好、不需要永磁體的材料取代磁性冰箱的核心部件，可能會(huì)改變冷卻技術(shù)的現(xiàn)有格局�！�

接下來(lái)，該團(tuán)隊(duì)將使用高分辨率顯微鏡觀測(cè)PST的微觀結(jié)構(gòu)，并作進(jìn)一步優(yōu)化，以使其適應(yīng)更高的電壓。