全球微头条丨新的离子冷却系统仅用0.22V电压就可将材料温度改变25℃

(相关资料图)

加热和冷却系统是最大的能源消耗者之一，这导致了气候变化的恶性循环。现在，伯克利实验室的工程师们已经开发出一种新技术，通过在固态和液态之间切换材料来进行加热和冷却。目前使用的大多数空调和制冷系统是通过蒸汽压缩工作的，其中制冷剂在液体和气体之间循环。

在液体状态下，制冷剂从房间或空间吸收热量并变成蒸汽，然后被压缩并冷凝成液体，在此过程中把热量转移出去。液体最终重新进入蒸发器，继续循环。

问题是，这些系统并不十分环保。它们不仅消耗大量的能源，而且所使用的蒸汽如果逃逸到大气中，也是强有力的温室气体。科学家们正在开发替代技术，但很难找到任何有效、高效和环保的技术。

为了更好地控制制冷剂，科学家们正在研究其他类型的相变材料，它们在固体和液体之间而不是液体和气体之间转换。这些材料已经出现在衣服、咖啡杯和建筑材料中，而且这种变化通常由压力、扭曲、磁力或电场等力量引发。

一段说明"离子冷却"的动画。在相变材料中加入离子使其融化并吸收热量，而去除离子则使其结晶为固体并释放其储存的热量。

在新的研究中，伯克利实验室的团队开发了一种新的相变材料，它在不同的触发器上起作用--离子的流动。这种材料是由碘和钠的盐，加上一种叫做碳酸乙烯的有机溶剂组成的。当电流被施加到固体材料上时，离子被添加到它身上，它就会融化，从其周围吸收热量。反之，离子被从材料中抽走，它又结晶成固体，释放出其储存的热量。

该团队将这一过程称为"离子冷却"。在实验中，该系统相当有效--在仅仅0.22伏的电压下，该材料的温度改变了25℃（45°F），这远远大于其他相变冷却系统的效率。

在这些早期阶段，该团队说该技术在效率、环境友好性和成本方面看起来很有希望。但仍有很多工作要做，以调查它的规模有多大，并测试基于相同原理的不同类型的材料。

该研究发表在《科学》杂志上。

关键词： 冷却系统 吸收热量 科学家们

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