中國科學院的科研團隊發現一種全新的「溶解壓力熱效應」,能同時實現低碳排放、高冷卻能力與高換熱效率。該項研究成果已發表在國際學術期刊《Nature》。此技術有望解決傳統制冷系統高能耗與高排放的難題,應對未來激增的全球冷卻需求。
目前的制冷技術多依賴蒸氣壓縮系統,雖然應用廣泛,卻消耗了中國近20%的電力並產生全國7.8%的碳排放。近年來科學家雖開發出固態熱效應材料以減少排放,但固體換熱效率低下的缺點限制了其大規模應用。團隊發現,在硫氰酸銨(NH?SCN)鹽溶液中,透過加壓使鹽類析出放熱、減壓使鹽類迅速溶解吸熱,成功將冷媒與換熱介質合二為一,突破了固態材料的換熱瓶頸。
實驗數據顯示,該溶液在室溫下僅需20秒即可降溫近30攝氏度,其冷卻性能在高溫下表現更佳,遠超現有的固態熱材料。研究團隊據此設計了一套四步循環系統,包含加壓發熱、環境散熱、減壓制冷及冷量輸送。模擬結果證實,該系統的能量效率高達77%,每克溶液在單次循環中可吸收67焦耳的熱量,展現出極高的商業化與工程應用潛力。
根據UNEP發布的《Global Cooling Watch 2025》報告,預計到2050年全球冷卻需求將比2022年增加三倍以上,恐導致溫室氣體排放量翻倍。這種新型制冷原理不僅能應用於家用冷氣,更可為大型數據中心等需要高強度散熱的設施提供綠色冷卻方案,成為實現全球氣候目標的關鍵技術之一。