科学家研发新型离子热制冷技术 有望替代高污染制冷剂
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2025-11-14 06:00:48
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【CNMO科技消息】近日,一项发表于《科学》期刊的突破性研究显示,科研人员成功开发出一种名为“离子热制冷”(ionocaloric cooling)的新型制冷技术,该技术利用离子诱导相变实现热量转移,不仅效率更高,且对环境更为友好。与当前广泛使用的含氟制冷剂不同,该系统采用乙二醇碳酸酯作为工质,并通过添加钠碘盐释放带电离子,促使材料在固态与液态之间快速转换,从而吸收或释放热量。

传统冰箱与空调依赖压缩-冷凝-膨胀-蒸发循环,使用如氟利昂等合成制冷剂,这些物质多含氢氟碳化物(HFCs),具有极高的全球变暖潜能值(GWP),一旦泄漏将对气候造成显著影响。而新型离子热制冷技术摒弃了气体压缩环节,转而通过电化学方式控制离子浓度:当盐分加入时,乙二醇碳酸酯熔化吸热,实现制冷效果;移除离子后,材料重新固化并释放热量,完成类似传统冷凝器的功能。

尤为关键的是,乙二醇碳酸酯可由二氧化碳合成,其全生命周期碳足迹为负,具备“负GWP”特性,大幅降低环境风险。即便在设备维护、报废或意外泄漏情况下,也不会释放有害温室气体。

劳伦斯伯克利国家实验室研究员拉维·普拉萨尔(Ravi Prasher)表示,初步实验数据“非常令人鼓舞”,但该技术目前仍处于实验室阶段,尚未经过大规模工程验证。研究团队下一步将聚焦于系统集成与商业化放大,目标是开发出同时支持制冷与制热的双向热管理装置。

专家指出,若该技术成功落地,有望彻底摆脱对高GWP制冷剂的依赖,在家用电器、数据中心冷却乃至电动汽车热管理等领域带来革命性变革,为全球减碳目标提供关键技术路径。

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