只管人们也开拓了环保型制冷剂例如丙烷。考虑到电力生产的间接二氧化碳排放，以及氟化制冷剂的直接泄露，空调制冷及其干系运用所导致的温室气体排放，累计霸占环球温室气体排放总量的 10%。
后来，人们创造基于固态卡材料的制冷技能，可以作为一种替代方案，由于它们具有高效率，并且不会直接导致景象变暖。
在外部运用处的浸染下，卡材料会经历可逆的绝热温度变革，这些场可以是磁场、静水压力，也可以是单轴应力和电场。
说到这里就不得不提电卡效应，它是指电介质在外加电场的浸染下，会产生放热或者吸热的物理征象。
而卡材料的一大上风是，驱动这些变革所输入的大部分能量，都会存储起来然后被回收利用，因此设备的性能系数和事情效率能被显著提高。
然而，当前电卡设备的性能仍旧未能知足制冷运用的需求。以制冷功率为例，目前实验室的最高功率仍旧不到 1 瓦，这一数值远远低于普通商用制冷机的百瓦量级。
基于以上背景，卢森堡科学与技能研究院的研究职员优化了可再生式制冷机的几何构造。
基于课题组的前期事情，他们理解到可再生式电卡制冷器件的温跨能够达到 10 开尔文以上，其理论制冷功率可达 1.2 瓦。
因此，本次课题的目标在于实现一个温跨在 20 开尔文以上、并且制冷功率达到瓦级别的器件。
为了实现这一目标，他们采取许多单个事情介质堆垛的办法来制备器件，并重点研究了几何堆垛办法和理论仿照的结合。
同时，他们还借鉴了双回路的方法，测试了不同温跨之下的器件制冷功率。研究中，该团队还研究了几何参数对付性能的影响。在最优的构造下，得到了一个温跨可以达到 20 开尔文的器件。
然后，他们利用双回路的方法，测试了这款原型机的制冷功率。在温跨达到 2.2 开尔文的条件下，制冷功率达到 4.2 瓦。
这一成果表明电卡制冷器件可以实现瓦级别的制冷。同时，当输入电能被回收利用的时候，器件事情效率达到 64%，非常靠近理论数值。
毫无疑问，这项事情是领域内一大打破，让电卡制冷器件能够走向实际运用成为可能，并有望实现芯片和电池的高效冷却。
同时，还有望替代车载空调和家用空调。凭借固态电卡材料的分外性子，未来还可能被用于分外场合的制冷，例如全固态制冷设备在空间站的运用等。
（来源：Science）
终极，干系论文以《双环电热热泵的高冷却性能》（High cooling performance in a double-loop electrocaloric heat pump）为题发在 Science。
图 | 干系论文（来源：Science）
卢森堡科学与技能研究院李俊宁博士是第一作者，卢森堡科学与技能研究院伊曼纽尔·德菲（Emmanuel Defay）教授担当通讯作者。
图 | 李俊宁（来源：李俊宁）
来自斯洛文尼亚卢布尔雅那大学的雅卡·图塞克（JAKA TUŠEK）教授还为本次论文撰写了展望文章，并揭橥在同期的 Science 上[2]。
目前，课题组已经能让单个原型机的制冷功率达到 4 瓦，但是其利用铁电体电卡热能的效率依然不足高。
为提高这一效率，就得利用具有高热导率的水来作为导热介质，同时还得办理事情介质在水中如何实现绝缘这一问题。
其余，目前利用的铁电体材料须要昂贵的原材料以及繁芜的生产工艺。因此，其打算开拓新型的廉价材料、以及采纳更加大略的制备过程。此外，还须要努力实现大功率电卡制冷，从而能让多个原型机能够同时事情。
参考资料：
1.Li, J., Torelló, A., Kovacova, V., Prah, U., Aravindhan, A., Granzow, T., ... & Defay, E. (2023). High cooling performance in a double-loop electrocaloric heat pump. Science, 382(6672), 801-805.
2.A highly efficient solid-state heat pump；https://doi.org/10.1126/science.adl0804
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