制冷材料領域迎來重要發現。來自中國科學院金屬研究所的科研人員,發現了一種名為六氟磷酸鉀的新型制冷材料。它能在從室溫到接近絕對零度的溫度區間實現制冷效果,是迄今唯一的全溫區固態相變制冷材料。相關研究成果20日在線發表于《自然·通訊》雜志。
當前,冰箱和空調普遍采用氣體壓縮制冷技術,不僅能耗較高,還存在有害氣體排放的風險。為解決這一問題,全球科研人員一直在尋找更好的替代方案,固態相變制冷技術便是備受關注的方向之一。這種技術借助磁場、電場或壓力等外部刺激,促使固體材料發生相變并吸收或釋放熱量,從而實現制冷。
“然而,此前發現的固態制冷材料都存在一個共同缺陷,只能在相變溫度附近很小的范圍內發揮作用。”論文通訊作者、中國科學院金屬研究所研究員李昺說,如果要實現大范圍溫度變化,必須將多種具有不同相變溫度的材料進行復雜拼接,這極大限制了其實際應用。
在這項研究中,科研人員在六氟磷酸鉀中首次觀測到“全溫區壓卡效應”。實驗表明,通過施加壓力,這種材料可以在室溫(約25℃)至液氮(-196℃)、液氫(-253℃)甚至液氦(-269℃)的寬溫區持續實現制冷。
“這種材料通過內部結構變化實現吸熱放熱,是固態制冷劑,不涉及氣體排放?!崩顣m說,這一發現為開發新一代高效、環保的全固態制冷技術打開了全新的大門,未來有望徹底革新冰箱等制冷設備的設計理念。
(中國科學院金屬研究所供圖)
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