全球首个全温区固态制冷材料发现 有望革新冰箱制冷技术

科技日报记者 陆成宽

制冷材料领域迎来重要发现。来自中国科学院金属研究所的科研人员，发现了一种名为六氟磷酸钾的新型制冷材料。它能在从室温到接近绝对零度的温度区间实现制冷效果，是迄今唯一的全温区固态相变制冷材料。相关研究成果20日在线发表于《自然·通讯》杂志。

当前，冰箱和空调普遍采用气体压缩制冷技术，不仅能耗较高，还存在有害气体排放的风险。为解决这一问题，全球科研人员一直在寻找更好的替代方案，固态相变制冷技术便是备受关注的方向之一。这种技术借助磁场、电场或压力等外部刺激，促使固体材料发生相变并吸收或释放热量，从而实现制冷。

“然而，此前发现的固态制冷材料都存在一个共同缺陷，只能在相变温度附近很小的范围内发挥作用。”论文通讯作者、中国科学院金属研究所研究员李昺说，如果要实现大范围温度变化，必须将多种具有不同相变温度的材料进行复杂拼接，这极大限制了其实际应用。

在这项研究中，科研人员在六氟磷酸钾中首次观测到“全温区压卡效应”。实验表明，通过施加压力，这种材料可以在室温（约25℃）至液氮（-196℃）、液氢（-253℃）甚至液氦（-269℃）的宽温区持续实现制冷。

“这种材料通过内部结构变化实现吸热放热，是固态制冷剂，不涉及气体排放。”李昺说，这一发现为开发新一代高效、环保的全固态制冷技术打开了全新的大门，未来有望彻底革新冰箱等制冷设备的设计理念。

（中国科学院金属研究所供图）