中國科學家取得製冷技術新突破

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中國科學家取得製冷技術新突破

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2026-01-22 12:51 |

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　　香港中通社1月22日電　近期，中國科學家發現了溶解壓卡效應，即利壓力調控的溶解/析出熱來實現高效製冷。該效應可提供巨大冷量，且將製冷工質與換熱介質合二為一，成功破解了低碳—大冷量—高換熱效率的“不可能三角關係”難題。該成果於1月22日發表於國際學術期刊《自然》（Nature）。

　　中國科學院金屬研究所22日介紹，近年來，基於固體相變的製冷技術因無氣體排放而受到廣泛關注。2019年，塑晶龐壓卡效應的發現，為低碳大冷量固態製冷技術提供全新的解決方案。然而固態相變製冷技術仍然存在一個突出的內禀難題：與氣體壓縮製冷技術中氣體工質的傳質傳熱不同，固體只能通過熱傳導傳熱，固體製冷工質與換熱器之間必須採用流體來間接換熱，界面熱阻的存在使得系統製冷效率與大功率應用受限。因此，能否同時實現低碳、大冷量與高換熱效率，成為製冷領域的關鍵問題。

　　中國科學院金屬研究所李昺研究員團隊與合作者在實驗中發現，硫氰酸銨溶液在壓力變化下表現出驚人的熱效應：加壓時鹽析出並放熱，卸壓後鹽迅速溶解並強力吸熱，室溫下溶液溫度可在20秒內驟降近30攝氏度，在高溫環境下降溫幅度更高，遠超已知固態相變製冷材料性能。這一現象被命名為“溶解壓卡效應”。

　　基於“溶解壓卡效應”，團隊設計出一套四步循環系統：加壓升溫→向環境散熱→卸壓降溫→輸送冷量，單次循環可實現每克溶液吸收67焦耳熱量，理論效率高達77%，展現出優異的工程應用潛力。

　　該成果為下一代數據中心冷卻技術提供了原創性方法，有望推動算力基礎設施低碳運行。（完）