中国学者探索下一代制冷系统,为中国在这一领域实现跨越式突破
制冷对于现代社会是必不可少的——例如,对于食品储藏和空调——**上25%到30%的电力用于制冷。目前,制冷技术主要涉及传统的蒸汽压缩循环,但由于其全球变暖趋势越来越明显,在这项技术中使用的材料越来越受到环境的重视。基于固态热效应的制冷技术作为一种很有前途的替代技术,近几十年来备受关注。但由于等温熵变小,驱动磁场大,其应用受到当前热材料性能的限制。
2019年3月27日,中国科学院金属研究所沈阳**材料科学研究中心李敏在网上发表了一篇题为《塑料晶体中的巨大热效应》(cbce)的研究论文,这是压力诱导相变的冷却效应,作为一种交流。在室温附近,新戊二醇的熵变为389j/kg/K。
压力相关中子散射测量表明,塑性晶体中的cbce可以归因于广泛的分子取向无序、大压缩性和高度非共振晶格动力学。本研究建立了cbce在塑料晶体中的微观机理,为下一代固态制冷技术的发展铺平了道路。
此外,我们对这项工作进行了系统的评述,发表了《基于塑料晶体的制冷》一文,指出“塑料晶体材料在接近室温的小气压下会发生很大的温度变化,这些材料可以成为制冷技术的基础未来”。
制冷对于现代社会是必不可少的——例如,对于食品储藏和空调——**上25%到30%的电力用于制冷。目前,制冷技术主要涉及传统的蒸汽压缩循环,但由于其全球变暖趋势越来越明显,在这项技术中使用的材料越来越受到环境的重视。基于固态热效应的制冷技术作为一种很有前途的替代技术,近几十年来备受关注。
下一代固态制冷技术用cbce塑料晶体
然而,目前主要材料的热效应表现为几千焦耳/千克/开尔文熵的变化。因此,有必要对工作材料进行优化,以提高热效应。
在这里,研究人员报告了一种称为塑料晶体的无序固体中的大的热效应(热效应是压力诱导相变的冷却效应)。在室温附近,新戊二醇的熵变为389j/kg/K。压力相关中子散射测量表明,塑性晶体中的cbce可以归因于广泛的分子取向无序、大压缩性和高度非共振晶格动力学。本研究建立了cbce在塑料晶体中的微观机理,为下一代固态制冷技术的发展铺平了道路。
综上所述,研究发现塑料晶体具有cbce,并通过压力相关QENS和INS测量揭示了其微观来源。塑料晶体以其丰富的可用性、环保性、易驱动性和高性能,在实际制冷应用中具有广阔的应用前景。为应急固态制冷技术的发展指明了新的方向。