在绿色科技领域,中国科学家实现了从0到1的原创突破。中国科学院金属研究所的李昺研究员团队及其合作者首次发现了一种全新的热响应机制——”溶解压卡效应”,并通过实验证明其具有强大的制冷能力:仅用20秒,硫氰酸铵溶液的温度就能下降近30℃。这项突破性发现不仅为下一代高效、低碳制冷技术开辟了新路径,还在大型数据中心的热管理等领域展示了广阔的应用前景。
随着人工智能、云计算和超算中心的迅速发展,数据中心散热问题变得日益严峻。据统计,目前全球数据中心的耗电量已占总用电量的2%以上,其中约一半用于制冷系统。传统压缩机制冷技术不仅能耗高、效率低,还依赖于氟利昂等制冷剂,带来了严重的碳排放和环境负担。如何实现高效、环保且可扩展的制冷方式,已成为制约数字经济发展的重大瓶颈。

李昺团队的突破,正是对这一“卡脖子”难题的精准回应。他们在实验中发现,硫氰酸铵溶液在压力变化下表现出惊人的热效应:加压时,盐类从溶液中析出并释放热量;卸压后,盐迅速溶解,强烈吸热,导致溶液温度在20秒内骤降近30℃,降温幅度远超现有固态相变材料。这一现象被命名为“溶解压卡效应”,其核心在于将制冷工质与换热介质合二为一——溶液自身既是冷量载体,又凭借流动性实现高效传热,彻底打破了传统制冷领域“低碳—大冷量—高换热”难以兼顾的“不可能三角”。
基于该效应,研究团队设计出一套高效的四步制冷循环:加压升温→向环境散热→卸压降温→输送冷量。实验数据显示,系统单次循环每克溶液可吸收67焦耳热量,理论能效高达77%,远超传统技术。更重要的是,该技术无需使用有害制冷剂,材料可循环利用,真正实现绿色低碳运行。

未来,研究团队正与企业合作推进中试与工程化应用,目标是在三年内建成示范性冷却系统。从实验室的20秒降温,到未来为千千万万服务器“退烧”,这滴“会制冷的溶液”正酝酿着一场静悄悄的革命。