2025年1月30日，國際頂級期刊《Joule》發表了一項突破性研究：中國科學家開發出一種全新制冷技術，有望顛覆延續70年的傳統制冷方式。這項來自華中科技大學的研究，讓制冷效率提升70%，僅需傳統空調5%的功耗就能實現降溫！

聽起來似乎不可思議，要理解這個突破，我們得先回到1950年代。

從那時到現在的70年多年，我們的空調、冰箱都在用同一種方式制冷：通過壓縮機壓縮制冷劑，再讓它膨脹時吸收熱量。這就像用手捏橡皮球再松開，球會變涼一樣。這種方式雖然有效，但需要大量電力，還會產生噪音，更重要的是——制冷劑會對環境造成嚴重危害。

那么，有沒有更好的制冷方式？

華中科技大學段江江教授團隊給出了答案：利用鐵離子的"變臉"特性來制冷。聽起來很神奇？讓我們一探究竟。

在他們設計的系統中，鐵離子會在兩種狀態間切換：Fe2?和Fe3?。就像變魔術一樣，當Fe3?吸收電子變成Fe2?時，會從周圍"偷"走熱量，產生制冷效果；當Fe2?失去電子變回Fe3?時，又會釋放熱量。通過控制這個過程，就能實現持續制冷。

但故事并沒有這么簡單。早期的實驗中，這種方法只能降溫0.1度，遠遠不夠實用。團隊面臨著一個重大難題：如何提高制冷效率？

關鍵突破來自于一個意想不到的地方：溶劑的選擇。研究人員發現，如果在水中加入特定的有機溶劑（腈類化合物），鐵離子的"變臉"效率會大大提高。這就像給鐵離子創造了一個更理想的"舞臺"，讓它能更自如地表演。

最終的結果令人振奮：

制冷效率提升70%

僅需0.11瓦/平方厘米的輸入功率

可以實現1.42度的溫度降低

理論性能系數高達14.3

這意味著什么？想象一下：未來的空調可能只需要很小的電量就能讓你清涼一夏，電動汽車可能不再需要笨重的制冷系統，甚至你的手機和電腦可能會用這種技術來散熱。

當然，這項熱電制冷技術還需要進一步完善。段江江教授表示，他們正在開發各種制冷器原型，并尋求與創新企業合作，推動這項技術走向市場。

這是一場制冷革命的開始。也許在不久的將來，我們就能告別傳統的壓縮機制冷，迎來一個更節能、更環保的清涼時代。

讓我們期待這項中國原創技術早日走進千家萬戶，為全球節能環保事業貢獻一份力量！

參考文獻：

“Solvation entropy engineering of thermogalvanic electrolytes for efficient electrochemical refrigeration” by Yilin Zeng, Boyang Yu, Ming Chen, Jinkai Zhang, Pei Liu, Jinhua Guo, Jun Wang, Guang Feng, Jun Zhou and Jiangjiang Duan, 30 January 2025, Joule. DOI: 10.1016/j.joule.2025.101822