2025/03/12
圖文引用自： topick.hket.com
科大研究團隊研發出全球首台千瓦級彈卡製冷裝置，僅需15分鐘，便能在31度的室外環境下，將室內溫度穩定在21至22度的區間，並實現零溫室氣體排放。團隊正與產業界合作，推動技術商業化。
隨著全球氣候暖化加劇，製冷用電已佔全球總電力消耗20%，惟主流蒸氣壓縮製冷技術所用的製冷劑屬於典型的溫室氣體，世界各國均著手開發環保替代方案。
其中「基於形狀記憶合金（SMAs）彈卡效應的固態製冷技術」屬零溫室氣體排放，但此前的彈卡製冷裝置，最大製冷功率只有約260瓦，未達商用空調所需的千瓦級要求。
採用石墨烯納米流體 導熱性能大增
科大最新研發裝置在3.5赫茲高頻運行下，單位質量製冷功率達到12.3W/g，在「零溫升」條件下，總製冷功率達1,284瓦，是此前液體傳熱彈卡裝置紀錄4.4W/g的近三倍，並首次突破千瓦級製冷門檻。
科大研究團隊發現，此技術樽頸主要是製冷劑單位質量製冷功率（SCP）與系統總質量難以兼顧及高頻運行時傳熱效率不足。團隊為突破限制，提出「材料串聯—流體並聯」的多胞架構設計，該架構將10個彈卡製冷單元沿受力方向串聯，每個單元包含4根薄壁鎳鈦合金管，總質量僅為104.4克；鎳鈦管的表面積體積比達到7.51mm-1，提升換熱效率，而「並聯流體通道」的設計將系統壓力差控制在1.5巴以下，確保高頻穩定運行。
團隊也採用石墨烯納米流體作為傳熱介質，代替傳統蒸餾水，實驗顯示，僅2克/升濃度的石墨烯納米流體，便可將導熱性能較蒸餾水提升50%；其納米顆粒直徑只有0.8微米，遠小於流體通道的150至500微米寬度，避免堵塞風險，且X光斷層掃描也證實，鎳鈦管在950兆帕應力下仍能保持均勻壓縮形變，未發生屈曲失效。…
