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“以热制冷”的固态冷却系统问世 工业废热与阳光可直接化为冷气
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- 荷鲁斯快报
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德国卡尔斯鲁厄理工学院与日本筑波大学的研究团队开发出全球首个完全由热能驱动的固态制冷系统原型。这一突破性技术实现了直接利用废热或太阳能产生冷能，有望彻底改变传统的电力驱动制冷模式。在全球近半数能源消耗用于供暖与制冷的背景下，该技术为能源转型提供了全新思路。
该系统成功攻克了“弹热制冷”技术的关键瓶颈。传统弹热制冷虽具潜力，但仍需依赖电力驱动的致动器来提供机械外力。新设计创造性地用热能本身替代了电动致动器，通过两张功能不同的镍钛形状记忆合金薄膜协同工作，实现了热能到冷能的直接转换。其中，第一张薄膜作为热致动器，将热能转化为机械功；第二张制冷薄膜则将机械功转化为冷能，两者结合构成了全新的驱动范式。
项目由KIT微结构技术研究所的徐景远博士领衔。他指出，这项创新将形状记忆合金的两种互补功能融为一体，确立了全新的固态制冷驱动模式。论文第一作者萧意庭表示，原型设备在实验室测试中成功产生了可测量的制冷效果。当致动器处于86摄氏度时，系统实现了4摄氏度的整体温差，制冷剂本身温度变化接近13摄氏度。即使使用130摄氏度的外部热源，系统也能稳定运行，证明了其与工业热源匹配的可行性。
该技术的问世标志着制冷领域的一个重要转折。它完全摆脱了对电动机和传统制冷剂的依赖，为直接利用环境中的低品位热能开辟了新途径。研究团队强调，这一原型目前主要用于概念验证，尚未进行性能优化。未来通过多层薄膜并联扩展，系统的制冷量有望成倍提升。
展望未来，这项技术的应用前景十分广阔。计算机处理器或服务器机组有望利用自身散发的废热来为自己降温，实现更高效的能源循环。汽车动力传动系统产生的废热也能直接转化为车载电子元器件的冷却动力源。随着技术的成熟与小型化，无处不在的环境废热都有望被转化为绿色、可持续的制冷资源，为全球节能减排事业做出重要贡献。
