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中国籍科学家领衔团队研发出新型低碳电卡制冷系统

2020-10-17 11:11:25来源:

华盛顿10月15日电(记者谭晶晶)中国籍科学家领衔的科研团队近期在美国《科学》杂志发表论文说,他们研发出一种基于“电卡效应”的新型高性能制冷系统,其使用的固态材料温室气体直接排放量为零,有望发展为低碳高效的下一代制冷技术。

位于美国加利福尼亚州的帕洛阿尔托研究中心研究员王蕴达领衔团队开展了这项技术研发。所谓电卡效应,是指特殊材料受热后,其中的电子随温度梯度由高温区往低温区移动时产生电流或电荷堆积的一种现象,这种因温差而产生电流的效应也被称为热电效应。具有电卡效应的材料可作为制冷剂使用,在结合特殊传热装置设计形成制冷系统后,可持续产生制冷效果。

研究团队将具有电卡效应的PST(钽钪酸铅)铁电材料做成多层陶瓷电容器结构。该电容器结构被双层排列在两个传热板结构上,其中一层电容器随着其自身依附的传热板进行左右往复运动。经过巧妙设计,在变化电场和左右往复运动共同作用下,热能交替穿梭于上下两层电容器之间,并从最左端一直传输到最右端,而流失热能的一端的温度会下降,从而达到制冷效果。实验数据显示,该制冷系统的温度跨度可达5.2摄氏度,最大热通量可达135毫瓦每平方厘米。

王蕴达15日接受记者书面采访时介绍说,该制冷系统的核心部件包括多层陶瓷电容和特殊设计的传热板,它们均有可能利用电子行业供应链中已普遍使用的批量制造技术大规模生产。

他表示,传统空调制冷系统常使用制冷剂氟利昂,其温室效应对环境极为不利。随着社会经济发展及城市化进程的推进,中国、印度、巴西等新兴经济体对空调等制冷设备的需求不断增加。基于电卡效应的新型低碳高效制冷技术的创新和研发可大幅减少温室气体排放,有助于可持续发展。

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