中国发明新制冷技术，或一举改变70年来制冷方式

2025年1月30日，国际顶级期刊《焦耳》发表了一项突破性研究：中国科学家开发出一种全新制冷技术，有望颠覆延续70年的传统制冷方式。这项来自华中科技大学的研究，让制冷效率提升70%，仅需传统空调5%的功耗就能实现降温！

听起来似乎不可思议，要理解这个突破，我们得先回到1950年代。

从那时到现在的70年多年，我们的空调、冰箱都在用同一种方式制冷：通过压缩机压缩制冷剂，再让它膨胀时吸收热量。这就像用手捏橡皮球再松开，球会变凉一样。这种方式虽然有效，但需要大量电力，还会产生噪音，更重要的是——制冷剂会对环境造成严重危害。

那么，有没有更好的制冷方式？

华中科技大学段江江教授团队给出了答案：利用铁离子的"变脸"特性来制冷。听起来很神奇？让我们一探究竟。

在他们设计的系统中，铁离子会在两种状态间切换：Fe²⁺和Fe³⁺。就像变魔术一样，当Fe³⁺吸收电子变成Fe²⁺时，会从周围"偷"走热量，产生制冷效果；当Fe²⁺失去电子变回Fe³⁺时，又会释放热量。通过控制这个过程，就能实现持续制冷。

但故事并没有这么简单。早期的实验中，这种方法只能降温0.1度，远远不够实用。团队面临着一个重大难题：如何提高制冷效率？

关键突破来自于一个意想不到的地方：溶剂的选择。研究人员发现，如果在水中加入特定的有机溶剂（腈类化合物），铁离子的"变脸"效率会大大提高。这就像给铁离子创造了一个更理想的"舞台"，让它能更自如地表演。

最终的结果令人振奋：

制冷效率提升70%

仅需0.11瓦/平方厘米的输入功率

可以实现1.42度的温度降低

理论性能系数高达14.3

这意味着什么？想象一下：未来的空调可能只需要很小的电量就能让你清凉一夏，电动汽车可能不再需要笨重的制冷系统，甚至你的手机和电脑可能会用这种技术来散热。

当然，这项热电制冷技术还需要进一步完善。段江江教授表示，他们正在开发各种制冷器原型，并寻求与创新企业合作，推动这项技术走向市场。

这是一场制冷革命的开始。也许在不久的将来，我们就能告别传统的压缩机制冷，迎来一个更节能、更环保的清凉时代。

让我们期待这项中国原创技术早日走进千家万户，为全球节能环保事业贡献一份力量！

参考文献：

“Solvation entropy engineering of thermogalvanic electrolytes for efficient electrochemical refrigeration” by Yilin Zeng, Boyang Yu, Ming Chen, Jinkai Zhang, Pei Liu, Jinhua Guo, Jun Wang, Guang Feng, Jun Zhou and Jiangjiang Duan, 30 January 2025, Joule. DOI: 10.1016/j.joule.2025.101822