研究突破 - 中国科学院金属研究所李昺研究员团队与合作者发现“溶解压卡效应” 为下一代绿色制冷技术开辟全新路径 相关成果发表于《自然》期刊 [1] - 该效应利用硫氰酸铵溶液在压力变化下的相变实现制冷 加压时盐析出放热 卸压后盐溶解吸热 室温下溶液温度可在20秒内骤降近30摄氏度 高温下降温幅度更高 [1] - “溶解压卡效应”将压卡效应拓展至溶解热情形 利用溶液流动性实现高效传热 通过溶解或析出过程提供巨大冷量 且水溶液不涉及碳排放 [2] 技术原理与性能 - 传统固态相变制冷材料存在导热慢、界面热阻大等缺陷 制约其在大功率场景中的应用 [1] - 新发现的“溶解压卡效应”打破了制冷材料领域“低碳-大冷量-高换热”的不可能三角关系 [2] - 基于该效应设计的四步循环系统（加压升温、向环境散热、卸压降温、输送冷量） 单次循环每克溶液可吸收67焦耳热量 理论效率高达77% 展现出优异工程应用潜力 [2] 应用前景 - 该研究提供了一种全新的制冷原理 [2] - 未来技术有望在工业冷却系统、数据中心散热、特种制冷设备等领域得到应用 [2]

技术突破概述 - 中国科学院金属研究所李昺研究员团队在制冷技术领域取得新突破，首次发现“溶解压卡效应”，相关研究成果于1月22日在国际学术期刊《自然》发表 [1] - 该技术有望为高耗能数据中心等算力基础设施提供低碳、高效的新型冷却解决方案 [1] 技术原理与性能 - 新发现的“溶解压卡效应”利用硫氰酸铵（NH₄SCN）溶液在压力变化下的热效应实现制冷：加压时盐析出并放热，卸压后盐迅速溶解并强力吸热 [3] - 该效应制冷能力强劲，室温下溶液温度可在20秒内骤降近30摄氏度，在高温环境下降温幅度更大，远超已知固态相变材料性能 [3] - 该技术将制冷工质与换热介质合二为一，利用溶液流动性实现高效传热，同时通过溶解、析出过程提供巨大冷量，打破了“低碳-大冷量-高换热”的不可能三角关系 [3] - 相比传统固态“压卡效应”材料传热慢、制冷量有限的问题，“溶解压卡效应”因液体可流动传热，解决了“造得出冷、却送不走热”的工程难题 [4][5] 系统设计与效率 - 基于“溶解压卡效应”，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 [5] - 该单次循环可实现每克溶液吸收67焦耳热量，理论效率高达77%，展现出优异的工程应用潜力 [5] 行业应用与前景 - 算力作为数字经济时代的关键基础设施，其高速发展伴随日益增长的能源消耗与散热需求 [3] - 数据中心的冷却系统能耗占数据中心总用电的近40%，传统压缩机制冷方案能耗大、排放高，且在应对高功率散热时面临换热效率瓶颈 [3] - 该成果为下一代数据中心冷却技术提供了原创性方法，有望推动算力基础设施低碳运行 [1][6]

文章核心观点 - 中国科学家团队首次发现“溶解压卡效应”，并基于此设计出一套高效的四步循环系统，打破了制冷材料领域“低碳-大冷量-高换热”的不可能三角关系，有望推动制冷行业绿色革命 [1][3] 行业现状与挑战 - 目前广泛使用的气体压缩制冷技术贡献了中国约2%的国内生产总值(GDP)，但消耗了近20%的电力，并产生了7.8%的碳排放 [1] - 固态相变制冷材料虽能避免气体制冷剂排放问题，但其固有的导热慢、界面热阻大等缺陷，严重制约了其在实际大功率场景中的应用 [1] 技术突破与发现 - 科研团队在实验中发现，硫氰酸铵溶液在压力变化下表现出惊人的热效应：加压时盐析出并放热，卸压后盐迅速溶解并强力吸热，室温下溶液温度可在20秒内骤降近30°C [2] - 该现象被命名为“溶解压卡效应”，其突破性在于将制冷工质与换热介质合二为一，利用溶液本身流动性实现高效传热，并通过溶解/析出过程提供巨大冷量 [2] - 该效应有望同时攻克制冷材料领域的低碳排放、大制冷量、高换热效率三大核心挑战 [2] 应用潜力与系统设计 - 基于“溶解压卡效应”，研究团队设计出“加压升温→向环境散热→卸压降温→输送冷量”的高效四步循环系统 [3] - 该系统单次循环即可实现每克溶液吸收67焦耳热量，理论效率高达77%，展现出优异的工程应用潜力 [3] - 该研究为发展高效、环保、可扩展的下一代制冷技术奠定了关键科学基础，在大型数据中心热管理方面潜力巨大 [3]