采用固体制冷剂的新型环保空调问世

取代具有强烈温室效应的氢氟碳化物

一种使用固体制冷剂的新型环保空调问世。

8月23日电 今年夏季，全球酷暑难耐，空调使用量剧增。然而，空调中的氢氟碳制冷剂是一种强效温室气体，也是气候变化的主要驱动力之一。在美国化学学会的秋季会议上，研究人员报告了一种原型设备，有朝一日它可以取代现有的“空调”。它更环保，使用固体制冷剂进行有效冷却。

现有空调系统中使用的制冷剂造成的温室效应比二氧化碳强数千倍，在处理或处置过程中可能会意外泄漏。传统制冷系统的工作原理是制冷剂在气体或液体之间循环。虽然这种循环是有效的，但对气候变化的担忧和对氢氟烃制冷剂更严格的监管正促使人们寻找更环保的制冷剂。

制冷剂被认为是理想的解决方案。与气体不同，固体不会从空调泄漏到环境中。固态制冷剂的工作原理类似于传统的气液冷却系统。它利用压力变化进行热循环。这种材料仍然是固体，但内部分子结构已经发生了变化。研究人员表示，分子链从有序结构变成松弛结构的过程就像融化的蜡。当压力释放时，材料重新吸收热量，完成循环。

然而，这种系统的缺点是它需要昂贵的特殊设备，这对于真实世界的冷却应用是不实际的。哈佛大学的研究小组报告了一种气动材料，可以在低得多的压力下用作制冷剂。这种制冷剂被称为金属卤化物钙钛矿，可以在每平方英寸约2722千克的压力下循环，这是典型液压系统的工作压力。

该团队已经建造了第一个原型，以展示这些新材料在实际冷却系统中的使用。该设备有三个主要部分。一部分是充满固体制冷剂和惰性液体(水或油)的金属管；该装置的另一部分是向液体施加压力的液压活塞；最后，液体有助于将压力传递给制冷剂，并将热量带入系统。

在解决了工程挑战后，该团队展示了气动材料可以用作功能性制冷剂，可以将压力变化转化为完整的温度变化循环。这是第一个使用依赖于压力变化的固体制冷剂的冷却系统，这表明固体制冷剂可以成为当前空调和其他冷却设备的可行替代品。

调的使用，空调排放的温室气体，都会加剧天气的炎热，形成一个艰难的循环。统计显示，到2050年，室内空调将达到45亿台。研究人员提出了固体制冷剂的设想。当温度变化时，其分子结构发生变化，但仍处于固态。这种固体制冷剂需要巨大的压力来驱动热循环，而产生压力的设备价格昂贵，很难大规模推广，无法替代传统制冷剂。本文报道的新材料可在较低压力下用作制冷剂，为新型绿色制冷材料的应用开辟了道路。