作者:文章来源: 科界       发布时间:2019-10-17,

剑桥大学开发出固态制冷新设备 可减少冰箱空调碳排放,

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目前,冰箱和空调消耗了全球五分之一的能源。随着全球气温持续上升,制冷需求只会继续攀升。此外,绝大多数冰箱和空调使用的气体是有毒的、易燃的温室气体,它们泄漏到空气中后,也会加剧全球变暖问题。据美国优睿科网站(eurekalert.org)10月9日报道,英国剑桥大学的研究人员开发了一种新设备,有望替代大部分冰箱和空调中使用的有毒、易燃的温室气体。

该设备是由基于氧和三种金属元素组成的PST材料打造的,并表现出了最大电热效应。根据这项研究成果,研究人员可以开发出高效的固态冰箱和空调,并且不再使用体积庞大、价格昂贵的磁体。相关成果刊登于《自然》杂志。

论文作者、剑桥大学材料科学与冶金学博士Xavier Moya说:“当人类面对气候变化的巨大挑战以及将碳排放减少到零的压力时,我们不仅需要关注能量的产生,也需要了解它的消耗过程。”

目前的制冷系统大多采用气体压缩制冷技术,但这种技术所采用的材料会对环境产生不利影响。基于固态相变热效应的制冷技术作为一种最具希望的替代技术,近几十年受到广泛关注。

研究人员一直试图通过用固态磁性材料(如钆)代替这些气体来改进冷却技术。然而,由于热变化是由永久磁体的有限磁场驱动的,原型器件的性能一直受到限制。

在今年早些时候发表的一项研究中,剑桥领导的团队发现了一种便宜的、可广泛使用的固体,可能会替代传统冷却液。然而,开发用于冷却的这种材料将涉及许多新的其他的工作,剑桥团队正在加快这些工作的进行。

在当前的研究工作中,热变化是由电压驱动的。Moya说:“从工程的角度来看,用电压来驱动冷却更为简单,而且可以在不需要磁铁的情况下重新利用现有的设计原则。”

剑桥大学的研究人员与来自哥斯达黎加、日本的同仁展开了合作,使用高质量的PST层夹持金属电极,使PST能承受更高的电压,并在更广的温度范围内产生了更好的冷却效果。论文作者Neil Mathur教授说:“用性能更好、不需要永磁体的材料取代磁性冰箱的核心部件,可能会改变冷却技术的现有格局。”

接下来,该团队将使用高分辨率显微镜观测PST的微观结构,并作进一步优化,以使其适应更高的电压。

原文链接:https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-10/uoc-esc100719.php

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