我国制冷技术新突破！20秒内骤降近30℃ 有望应用于数据中心

1月22日消息，据央视新闻报道，近日，中国科学院金属研究所李昺研究员团队与合作伙伴在制冷技术领域取得重要突破——首次发现“溶解压卡效应”，有望为数据中心等高耗能算力基础设施提供一种低碳、高效的新型冷却方案。

在数字经济快速发展的当下，算力已成为关键基础设施，其背后伴随的是巨大的能源消耗与散热挑战。

目前，数据中心的冷却系统能耗约占其总用电量的40%。传统压缩机制冷不仅能耗高、排放量大，而且在处理高功率密度散热时，换热效率也面临瓶颈。

研究团队在实验中发现，硫氰酸铵（NH₄SCN）溶液在压力调控下表现出显著的热效应：加压时盐分析出并释放热量，卸压后盐分迅速溶解并强烈吸热。

在室温环境下，溶液温度可在20秒内下降近30℃，且在更高环境温度下降温幅度更为明显，其性能远超已知的固态相变材料。

这一现象被命名为“溶解压卡效应”。该效应创新地将制冷工质与换热介质合二为一：利用溶液自身的流动性实现高效传热，同时借助溶解与析出的物相变化提供可观的制冷量，从而有望打破长期以来制冷领域“低碳、大冷量、高换热”难以兼得的困局。

“压卡效应”可通俗理解为：挤压一块干燥海绵，其结构被压缩时会发热；松开后海绵回弹，则会从周围吸热导致变凉。

这种依赖固体自身结构变化的制冷方式虽然原理新颖，但存在传热慢、制冷量有限的问题。

而新发现的“溶解压卡效应”则类似挤压一块吸满盐水的湿海绵——挤压时盐水被挤出并放热，松开时海绵重新吸入盐水，此过程能快速、大量地从周围环境中吸收热量。

基于该效应，研究团队设计出一套四步循环系统：加压升温、向环境散热、卸压降温、输送冷量。单次循环中，每克溶液可实现吸收67焦耳热量，理论效率高达77%，显示出良好的工程应用前景。

这项成果为下一代数据中心冷却技术提供了原创性思路，有望助力算力基础设施向更低碳、更高效的方向运行。

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