电热性热泵具有高效的冷却性能

一项新的研究表明，研究人员开发出了一种固态电热性冷却装置，它可以高效地产生 20 开氏度的温差。这些发现证明，电热性冷却可与其他固态冷却策略竞争，并为不环保的蒸汽压缩冷却提供一种前景看好的替代方案。据估计，包括空调和热泵系统在内的冷却设备会消耗约两成的全球电力。这些系统中的大多数是通过蒸汽压缩技术运行的；这些技术的功效相对较低，并且需用对环境有害的氟化制冷剂。通过固态电热性材料进行冷却是一种有吸引力的替代蒸汽压缩冷却的方法。电热技术的基础是与电场接触的铁电体材料，而电场会引发铁电体材料的极性改变，从而改变其温度。这种效应或能构成高效冷却技术的基础。然而，尽管电热性装置具有明显的潜在优势，但人们尚未制成具有商业竞争力的电热性装置，后者仍落后于其他大多数的固态冷却技术。Junning Li 和同事如今推出了一种基于流体的双回路电热性热泵，它可产生 20.9 开氏度 (K) 的最大温差范围及 4.2 瓦的最大冷却功率。据作者披露，该温差范围和冷却功率分别比之前最好的电热装置高出 50% 及 15 倍。此外，Li等人证明，他们的设备可达到卡诺效率（即冷却系统理论上的最大效率）的 64%，这一数值超过了许多蒸汽压缩和热冷却设备的功效。Jaka Tušek 在一篇相关的《视角》中写道：“虽然该系统的性能可能达不到许多实际应用的要求，因为这些应用通常需要在超过 20 K 的温差下具有至少几百瓦的冷却能力，但 Li 等人的研究凸显了电热技术的未来具有巨大的潜力。”