研究人员创造了一种突破性的制冷设备，该设备环保且具有卓越的制冷性能，预计将彻底改变依赖于制冷的行业，并减少全球能源消耗。这种创新的弹热制冷技术提高了效率超过48%，为其商业应用铺平了道路，并解决了与传统制冷系统相关的环境问题。
来自香港科技大学(HKUST)工程学院的研究人员开发了一种环保制冷设备，具有世界纪录的制冷性能，旨在改变依赖于制冷的行业并减少全球能源使用。新的弹热制冷技术将效率提升超过48%，为加速这一颠覆性技术的商业化开辟了有前景的途径，并解决与传统制冷系统相关的环境挑战。
传统的蒸汽压缩制冷依赖于促进全球变暖的制冷剂。相比之下，固态弹热制冷在其相变过程中利用形状记忆合金(SMAs)的潜热，提供了一种更环保的替代品。这项技术不产生温室气体，完全可回收，且能效高。然而，20到50 K 的有限温度升高影响了制冷设备将热量从较冷到较热区域转移的能力，成为其商业化的障碍。
为了应对这一问题，由机械与航空航天工程系的孙青平教授和姚树槐教授领导的研究团队设计了一种多材料级联弹热制冷设备，使用镍钛(NiTi)形状记忆合金，并成功实现了世界纪录的制冷性能。
通过选择三种不同的NiTi合金，每种合金具有其特定的相变温度，分别用于设备的冷端、中间端和热端，研究人员将设备的超弹性温度范围提升至超过100 K。每个NiTi组件都针对其特定的温度范围进行了优化，显著提高了整体制冷效率。他们的多材料级联弹热制冷设备在水侧实现了令人印象深刻的75 K的温度升高，超越了之前的世界纪录50.6 K。这一重要突破在著名的期刊《自然能源》中得到了报道。
在成功开发弹热制冷材料和结构后，获得了多项专利和研究论文支持，团队希望推进高性能形状记忆合金和设备的开发，以满足需要零下弹热制冷和高温热泵的应用。他们的目标是不断改进材料和设计能效高的制冷系统，以促进这项新技术的商业化。
根据行业预测，供暖和制冷空间占全球总电力使用的20%，预计到2050年将成为第二大电力需求来源。
孙教授对未来表示乐观，称：“随着材料科学和机械工程的不断进步，我们相信弹热制冷将为满足广阔的全球制冷市场提供下一代绿色和能效高的制冷和供暖解决方案，解决脱碳和应对气候变化的关键挑战。”
这项研究由孙教授和姚教授（均担任通讯作者）以及周国安博士（第一作者，博士后研究员和博士毕业生）、李泽熙博士生、朱宇翔博士毕业生、华鹏博士毕业生以及武汉大学的一位合作者共同进行。
