盡管冰箱和空調(diào)很有用，但它們用作制冷劑的氣體會(huì)泄漏到大氣中，成為氣候變化的主要因素?，F(xiàn)在，哈佛大學(xué)的工程師們?cè)诿绹?guó)化學(xué)學(xué)會(huì)的秋季會(huì)議上報(bào)告了一種有朝一日可取代現(xiàn)有“空調(diào)”的原型設(shè)備。研究人員展示了一種新的冷卻設(shè)備原型，它使用一種固態(tài)材料作為制冷劑。

像冰箱和空調(diào)這樣的設(shè)備從材料的相變循環(huán)中獲得其冷卻能力。在氣態(tài)形式下，制冷劑通常是一種氫氟碳化物（HFC），將從其周圍吸收熱量，從而冷卻一個(gè)房間或冰箱內(nèi)部。然后，這種氣體進(jìn)入壓縮機(jī)，將其壓縮，變成液體，并釋放出儲(chǔ)存的熱量，排放到外面。隨著壓力的降低，液體被允許膨脹成氣體，再次開始循環(huán)。這就是所謂的壓卡效應(yīng)。

現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)中使用的制冷劑造成的溫室效應(yīng)比二氧化碳強(qiáng)數(shù)千倍，并且在處理或處置時(shí)可能會(huì)意外泄漏。傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)，通過(guò)使制冷劑在氣體或液體之間循環(huán)來(lái)工作。盡管這個(gè)循環(huán)是有效的，但對(duì)氣候變化的擔(dān)憂和對(duì)氫氟烴制冷劑更嚴(yán)格的監(jiān)管正在促使人們尋找對(duì)環(huán)境更負(fù)責(zé)任的制冷劑。

仍然可以進(jìn)行壓卡效應(yīng)的固體制冷劑可以幫助解決這個(gè)問(wèn)題。這項(xiàng)新研究從一個(gè)被稱為金屬鹵化物鈣鈦礦的類別中發(fā)現(xiàn)了一種有希望的材料，這種材料作為新一代的太陽(yáng)能電池材料已經(jīng)很出色。在這種情況下，這種材料可用于冷卻，其方式與那些在液態(tài)和氣態(tài)之間切換的材料基本相同，只是它在這兩個(gè)形態(tài)下都是固體。

這些固體制冷劑材料的秘密在于其原子結(jié)構(gòu)。通常情況下，它們是由長(zhǎng)長(zhǎng)的柔性分子鏈組成的，是無(wú)序的，有點(diǎn)軟綿綿的，但在壓力下，它們會(huì)變硬，變成更有序的狀態(tài)，在這個(gè)過(guò)程中釋放熱量。釋放壓力，它們可以再次從周圍環(huán)境中吸收熱量。雖然這兩種形態(tài)都是固體，但該團(tuán)隊(duì)將這種過(guò)渡比作部分融化的蠟。

該團(tuán)隊(duì)用一個(gè)原型設(shè)備展示了這個(gè)想法。固體制冷劑與水或油等惰性液體一起被裝入一個(gè)金屬管。一個(gè)液壓活塞對(duì)液體施加壓力，這反過(guò)來(lái)又將其傳遞給制冷劑。液體也有助于將熱量從系統(tǒng)中轉(zhuǎn)移出去。

該系統(tǒng)顯示了前景，但該團(tuán)隊(duì)表示仍有一些問(wèn)題需要解決。首先，所涉及的壓力在液壓系統(tǒng)中是可能的，但對(duì)于消費(fèi)者設(shè)備來(lái)說(shuō)有點(diǎn)太高了--大約2900 psi，而傳統(tǒng)空調(diào)的最高壓力是150psi。其他特定的材料也可能更好地傳導(dǎo)熱量。

其他科學(xué)家已經(jīng)研究了使用塑料晶體或形狀記憶合金作為潛在的固態(tài)制冷劑。隨著更多的工作，這類新材料可以幫助使冷卻設(shè)備更加環(huán)保。

海南制冷材料