港科大研发新型环保制冷装置 刷新世界纪录

港科大研发新型环保制冷装置 刷新世界纪录

香港科技大学（科大）工学院研究团队开发出一种新型环保制冷装置，其制冷效率大幅提升48%，刷新世界纪录。这一突破性成果不仅有望大幅减少全球能源消耗，还可能为依赖制冷技术的行业带来革命性变革。

传统的蒸气压缩制冷技术常用制冷剂容易对环境造成污染。相比之下，基于形状记忆合金循环相变潜热的固态弹卡制冷技术具有显著优势：它使用的形状记忆合金制冷剂不含温室气体，且可100%回收利用。然而，此前开发的装置制冷能力有限，"温跨"（即显示制冷设备将热量从低温源传递到高温散热器的能力指标）仅约20-50K，严重制约了这项技术的商业化进程。

为突破这一瓶颈，科大机械及航空航天工程学系孙庆平教授与姚舒怀教授带领研究团队，成功研发出一种多材料级联弹卡制冷装置。他们精心选择了三种具有不同相变温度的镍钛合金，分别在冷端、中间端和热端工作。通过精准匹配各单元的工作温度与相应的相变温度，整体装置的超弹性温度窗口扩大至100K以上，使得每个镍钛单元均能在最佳温度范围内工作，显著提升了制冷效率。该装置在水侧实现了75K的温跨，超越了此前50.6K的世界纪录。

这一突破性研究成果已发表在顶级期刊《自然能源》上，题为《A Multi-Material Cascade Elastocaloric Cooling Device for Large Temperature Lift》。研究团队多年来在弹卡制冷材料和结构方面积累了丰硕成果，包括多项专利和多篇国际顶级期刊论文。基于这些成果，团队将进一步开发高性能形状记忆合金和设备，用于零度以下的弹卡制冷和高温热泵应用，并持续优化材料特性和制冷系统能效，以推动这项颠覆性技术的商业化进程。

目前，空间制冷和供暖已占全球总电力消耗的20%，预计到2050年将成为第二大全球用电需求。孙庆平教授表示："随着材料科学和机械工程技术的不断进步，我们有信心弹卡制冷技术将成为下一代环保、高效的制冷和供暖解决方案，以满足全球庞大的制冷市场需求，为减碳和缓解全球变暖作出贡献。"

这项研究由孙庆平教授和姚舒怀教授共同领导，博士后研究员及科大机械工程学哲学博士毕业生周国安博士为第一作者。其他共同作者包括机械工程学哲学博士生李泽希、机械工程学哲学博士毕业生朱宇翔和华鹏，以及武汉大学的研究人员。

本文原文来自香港科技大学官网