中国科研发现溶解压卡效应 开辟绿色制冷新路径

新华社沈阳1月22日电（记者王莹）近日，中国科学院金属研究所李昶研究员团队与合作伙伴在研究中发现所谓的“溶解压卡效应”，为发展下一代绿色制冷技术开辟了全新路径。该研究成果已于1月22日发表在《自然》杂志，成为国际学术期刊上的重要突破。

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为应对全球气候变化和节能减排的实际需求，科研人员近年来着力开发固态相变制冷材料。这类材料依赖外界压力或磁场变化实现吸热与放热，从根本上避免了传统气体工质排放带来的环保问题。但固态材料导热缓慢、界面热阻大等固有缺陷，严重制约了其在实际大功率场景中的应用前景。

研究团队在实验中发现，硫氰酸铵溶液在压力变化下表现出惊人的热效应：加压时盐分析出并释放热量，卸压后盐则快速溶解并强力吸热。室温下，溶液温度可在20秒内骤降近30摄氏度；若在高温环境中，降温幅度更为显著，远超已知固态相变制冷材料的性能极限。该现象被命名为“溶解压卡效应”。

科研人员介绍，“压卡效应”是指某些固态材料在外界压力改变时，内部结构发生相变，伴随吸热或放热的现象。通过循环吸热与放热，即可实现降温制冷。而“溶解压卡效应”将压卡效应延伸至溶解热的情景，利用溶液自身流动特性实现高效率传热，同时通过溶解或析出过程提供巨大冷量。水溶液体系不涉及碳排放，由此打破了长期困扰制冷材料领域的“低碳-大冷量-高换热”不可能三角限制。

基于此效应，团队设计出一套高效的四步循环系统：加压升温、向环境散热、卸压降温、输送冷量。单次循环即可实现每克溶液吸收达67焦耳热量，理论效率高达77%，展现出优越的工程应用潜力。

科研人员表示，这项研究提供了一种全新的制冷原理，未来有望在工业冷却系统、数据中心散热、特种制冷设备等领域得到实际应用。（完）