左圖：科大研究團(tuán)隊研發(fā)出的全球首臺千瓦級彈卡制冷裝置。右圖：千瓦級彈卡制冷裝置可達(dá)到溫室氣體零排放。

　　【大公報訊】記者陳煒琛報道：香港科技大學(xué)研究團(tuán)隊成功研發(fā)出全球首臺千瓦級彈卡制冷裝置，僅需15分鐘便能在31℃高溫的室外環(huán)境下，將室內(nèi)溫度穩(wěn)定在21至22℃區(qū)間，且實現(xiàn)零溫室氣體排放，該研究成果已于國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)布?？拼髾C(jī)械及航空航天工程學(xué)系孫慶平教授透露，目前正與產(chǎn)業(yè)界緊密合作，將技術(shù)商業(yè)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(shù)所用的制冷劑屬于溫室氣體，目前世界各國均開始尋求環(huán)保替代方案。其中，“基于形狀記憶合金（SMAs）彈卡效應(yīng)的固態(tài)制冷技術(shù)”因其零溫室氣體排放及高能效潛力，引起學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注。但早期彈卡制冷裝置的最大制冷功率僅約260瓦，遠(yuǎn)不及商用空調(diào)所需的千瓦級要求。

　　積極推動將技術(shù)商業(yè)化

　　科大研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，此技術(shù)瓶頸在于制冷劑單位質(zhì)量制冷功率與系統(tǒng)總質(zhì)量難以兼顧，以及高頻運行時傳熱效率不足。為此，團(tuán)隊提出“材料串聯(lián)─流體并聯(lián)”的多胞架構(gòu)設(shè)計，顯著提升了換熱效率并確保高頻穩(wěn)定運行。此外，團(tuán)隊采用石墨烯納米流體作為傳熱介質(zhì)，其導(dǎo)熱性能較蒸餾水提升50%，避免了堵塞風(fēng)險。

　　在3.5赫茲高頻運行下，該裝置的單位質(zhì)量制冷功率達(dá)12.3W/g，在零溫升條件下，總制冷功率達(dá)1284瓦，是此前液體傳熱彈卡裝置紀(jì)錄的近三倍，并首次突破千瓦級制冷的門檻。在應(yīng)用測試場景中，該設(shè)備能在夏季室外30℃至31℃環(huán)境下，僅需約15分鐘可將一間2.7立方米模型房屋的室內(nèi)溫度降至21至22℃。

　　此次成果是研究團(tuán)隊在一年內(nèi)取得的第二項重大突破，團(tuán)隊此前研發(fā)的多材料級彈卡制冷裝置已創(chuàng)下75K溫跨的世界紀(jì)錄。孫慶平表示，此研究成果展示了彈卡制冷技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用潛力。他們正與產(chǎn)業(yè)界緊密合作，積極推動將技術(shù)商業(yè)化。他表示，這項零排放、低耗能的制冷技術(shù)有望重塑空調(diào)行業(yè)的格局，助力實現(xiàn)碳中和目標(biāo)。消費者可望享受較低的電費，且制冷裝置將變得更輕巧，節(jié)省室內(nèi)空間。