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| 左圖：科大研究團隊研發出的全球首台千瓦級彈卡制冷裝置。右圖：千瓦級彈卡制冷裝置可達到溫室氣體零排放。（圖片來源：大公網） |
中評社北京3月12日電／據大公網報導，香港科技大學研究團隊成功研發出全球首台千瓦級彈卡制冷裝置，僅需15分鐘便能在31℃高溫的室外環境下，將室內溫度穩定在21至22℃區間，且實現零溫室氣體排放，該研究成果已於國際頂級學術期刊《自然》發布。科大機械及航空航天工程學系孫慶平教授透露，目前正與產業界緊密合作，將技術商業化。
隨著全球氣候暖化加劇，制冷用電已占全球總電耗的20%。而主流蒸氣壓縮制冷技術所用的制冷劑屬於溫室氣體，目前世界各國均開始尋求環保替代方案。其中，“基於形狀記憶合金（SMAs）彈卡效應的固態制冷技術”因其零溫室氣體排放及高能效潛力，引起學術界與產業界的關注。但早期彈卡制冷裝置的最大制冷功率僅約260瓦，遠不及商用空調所需的千瓦級要求。
積極推動將技術商業化
科大研究團隊發現，此技術瓶頸在於制冷劑單位質量制冷功率與系統總質量難以兼顧，以及高頻運行時傳熱效率不足。為此，團隊提出“材料串聯─流體並聯”的多胞架構設計，顯著提升了換熱效率並確保高頻穩定運行。此外，團隊採用石墨烯納米流體作為傳熱介質，其導熱性能較蒸餾水提升50%，避免了堵塞風險。
在3.5赫茲高頻運行下，該裝置的單位質量制冷功率達12.3W／g，在零溫升條件下，總制冷功率達1284瓦，是此前液體傳熱彈卡裝置紀錄的近三倍，並首次突破千瓦級制冷的門檻。在應用測試場景中，該設備能在夏季室外30℃至31℃環境下，僅需約15分鐘可將一間2.7立方米模型房屋的室內溫度降至21至22℃。
此次成果是研究團隊在一年內取得的第二項重大突破，團隊此前研發的多材料級彈卡制冷裝置已創下75K溫跨的世界紀錄。孫慶平表示，此研究成果展示了彈卡制冷技術的大規模應用潛力。他們正與產業界緊密合作，積極推動將技術商業化。他表示，這項零排放、低耗能的制冷技術有望重塑空調行業的格局，助力實現碳中和目標。消費者可望享受較低的電費，且制冷裝置將變得更輕巧，節省室內空間。 |
