科大研發新型環保製冷裝置效率刷新世界紀錄 助減少全球能源消耗

撰文:凌雯靜
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為了減低傳統製冷技術對環境所造成的不利影響,科技大學研究團隊成功開發新型環保製冷裝置,使其製冷效率大幅增加逾48%,刷新世界紀錄,有望減少全球能源消耗之餘,亦可為依賴製冷技術的行業帶來改革轉型,為減碳和緩減全球暖化作出貢獻。

科大機械及航空航天工程學系孫慶平教授(前排左四)、姚舒懷教授(前排左三)、博士後研究員周國安博士(前排左二)、博士生李澤希(前排左一)及研究團隊的其他成員一同展示新研發的彈卡製冷裝置。(科技大學提供圖片)

現時空間製冷和供暖佔全球總電力消耗的兩成,預計至2050年更會成為第二大全球用電需求,但傳統的蒸氣壓縮製冷技術常用的製冷劑容易對環境造成污染,因此科學家一直研究對環境友善的替代方案。

機械及航空航天工程學系的孫慶平教授與姚舒懷教授率領其研究團隊,研發了一種多材料級聯彈卡製冷裝置,並成功打破這款裝置的製冷效能世界紀錄。他們選擇了三種具有不同相變溫度的鎳鈦合金,分別在冷端、中間端和熱端工作。通過匹配各單元的工作溫度與相應的相變溫度,整體裝置的超彈性溫度窗口擴大至100 K以上,使得每個鎳鈦單元均能在其最佳溫度範圍內工作,顯著提升了製冷效率。

研究團多年來彈卡製冷材料和結構的研究項目成功申請多項專利以及多次在國際頂級期刊上發表論文。團隊未來將進一步開發高性能形狀記憶合金和設備,以用於零度以下的彈卡製冷和高溫熱泵應用。他們將繼續優化材料特性,並開發高能效製冷系統,以推動這一顛覆性技術的商業化。