今夏全球酷熱難耐,，空調(diào)的使用量劇增,。但空調(diào)中的氫氟烴制冷劑是強(qiáng)效的溫室氣體,，也是氣候變化的主要驅(qū)動(dòng)力之一。研究人員在美國(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,。它更加環(huán)保,，并使用固體制冷劑來(lái)有效地冷卻。

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。

固體制冷劑被認(rèn)為是一個(gè)理想的解決方案,。與氣體不同,，固體不會(huì)從空調(diào)裝置泄漏到環(huán)境中。一種固體制冷劑的工作原理與傳統(tǒng)氣液冷卻系統(tǒng)相似,，其使用壓力變化來(lái)進(jìn)行熱循環(huán),，材料仍是固體，但內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。研究人員稱,，分子鏈從有序結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)樗沙诮Y(jié)構(gòu)的過(guò)程就像熔化蠟,，當(dāng)壓力釋放時(shí)，材料重新吸收熱量,，完成循環(huán),。

然而，這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)是需要昂貴的專(zhuān)用設(shè)備,，這對(duì)于現(xiàn)實(shí)世界的冷卻應(yīng)用來(lái)說(shuō)并不實(shí)用,。哈佛大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一種可在低得多的壓力下用作制冷劑的氣壓材料。這種被稱為金屬鹵化物鈣鈦礦的制冷劑,，能在大約每平方英寸2722公斤的壓力下循環(huán),，是典型液壓系統(tǒng)可工作的壓力。

該團(tuán)隊(duì)已建造了首個(gè)原型,，展示了這些新材料在實(shí)際冷卻系統(tǒng)中的使用,。該設(shè)備具有3個(gè)主要部分。一部分是裝有固體制冷劑和惰性液體（水或油）的金屬管,；該裝置的另一部分是向液體施加壓力的液壓活塞,；最后，液體有助于將該壓力傳遞給制冷劑,，并有助于將熱量帶入系統(tǒng),。

在解決了工程挑戰(zhàn)后，該團(tuán)隊(duì)表明,，氣壓材料可作為功能性制冷劑,，將壓力變化轉(zhuǎn)變?yōu)橥暾臏囟茸兓h(huán)。這是第一個(gè)使用依賴壓力變化的固態(tài)制冷劑工作的冷卻系統(tǒng),，表明固態(tài)制冷劑可成為當(dāng)前空調(diào)和其他冷卻裝置的可行替代品,。

【總編輯圈點(diǎn)】

天氣熱，用空調(diào),，空調(diào)排放的溫室氣體,，又會(huì)加劇天氣的炎熱，形成難解的循環(huán),。有統(tǒng)計(jì)顯示,，到2050年,，室內(nèi)空調(diào)達(dá)到45億臺(tái),。科研人員提出了固體制冷劑的想法,，在溫度變化時(shí),，其分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，但仍然是固體的狀態(tài)。這種固體制冷劑需要巨大的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)熱循環(huán),，產(chǎn)生壓力的設(shè)備成本高昂,，難以大規(guī)模推廣，更無(wú)法對(duì)傳統(tǒng)制冷劑進(jìn)行替代,。本文報(bào)告的新型材料,，則可以在更低的壓力下充當(dāng)制冷劑，為新的綠色制冷材料的應(yīng)用開(kāi)辟了道路,。