◎本報(bào)記者 郝曉明
日前，第十七屆中國(guó)青年科技獎(jiǎng)揭曉，中國(guó)科學(xué)院金屬研究所研究員李昺獲得該獎(jiǎng)項(xiàng)。
冷和熱是一對(duì)矛盾，如何將“制冷”與“控?zé)?rdquo;材料完美結(jié)合，是李昺一直以來(lái)研究的課題。
(資料圖片)
作為從事磁卡制冷材料、壓卡制冷材料、零碳制冷技術(shù)和可控儲(chǔ)熱技術(shù)的科研人員，李昺已經(jīng)在國(guó)際主流學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文70余篇，獲得授權(quán)專(zhuān)利5項(xiàng)。
制冷技術(shù)的應(yīng)用，為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用?，F(xiàn)有制冷設(shè)備主要采用氣體壓縮循環(huán)技術(shù)，通過(guò)制冷劑達(dá)到制冷效果，不過(guò)能耗較高。面對(duì)日益嚴(yán)峻的能耗問(wèn)題，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界均在積極尋求替代方案。
研究顯示，相比液態(tài)制冷劑，固體制冷劑可以實(shí)現(xiàn)更少甚至無(wú)碳排放。不過(guò)，固體制冷劑的性能與液態(tài)制冷劑相比存在巨大差距，這成為限制該技術(shù)走向應(yīng)用的瓶頸之一。
這條路走不通，李昺決定換一條。
眾所周知，物質(zhì)狀態(tài)的改變必然伴隨著熱量的吸收或釋放。“如果能夠找到一種材料，通過(guò)施加壓力就可以誘導(dǎo)其從一種固態(tài)轉(zhuǎn)化為另一種固態(tài)，從而產(chǎn)生熱響應(yīng)，那么除了傳統(tǒng)制冷劑外，就有了一種新的制冷技術(shù)。”李昺表示，他將這種通過(guò)超一個(gè)數(shù)量級(jí)壓力誘導(dǎo)出的相變制冷效應(yīng)命名為龐壓卡效應(yīng)。
“我們?cè)谒芫Р牧现邪l(fā)現(xiàn)龐壓卡效應(yīng)，該材料可以作為新型制冷材料，未來(lái)有望大幅度提高制冷效率。”李昺表示，“塑晶材料所需驅(qū)動(dòng)壓力小、成本低廉，將塑晶引入固態(tài)相變制冷材料研究領(lǐng)域，將豐富新一代制冷技術(shù)研究的材料體系，為發(fā)現(xiàn)和設(shè)計(jì)性能更加優(yōu)異的材料提供了可能。”
在尋找高效制冷材料的同時(shí)，李昺也在積極研究如何將產(chǎn)生的熱能更加有效地回收利用。
“如果將浪費(fèi)的熱能加以回收并利用，不但可以減少能源消耗，還可以降低碳排放。”李昺說(shuō)。
最終，李昺利用玻璃晶體材料的特性發(fā)明了壓力可控儲(chǔ)熱技術(shù)。
李昺向記者介紹這項(xiàng)新技術(shù)：“將玻璃晶體材料與80攝氏度余熱熱源接觸，吸收熱量后再將其放回到室溫環(huán)境下，其無(wú)需任何隔熱條件，即可以穩(wěn)定地保存所吸收的熱量；當(dāng)需要釋放熱能時(shí)，只要施加微小的壓力，玻璃晶體材料即可立刻釋放所儲(chǔ)存的熱量，每1克材料就能釋放大約150焦耳能量。這項(xiàng)技術(shù)解決了熱能長(zhǎng)時(shí)存儲(chǔ)和可控釋放的難題，未來(lái)將應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心、大型工業(yè)流程、熱電廠等場(chǎng)景。”
在冷與熱間穿梭，李昺不斷探尋著新的材料，以實(shí)現(xiàn)高效綠色制冷與儲(chǔ)熱。
“未來(lái)，我將繼續(xù)在材料領(lǐng)域耕耘，通過(guò)不斷突破技術(shù)瓶頸，助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)。”李昺表示。
標(biāo)簽：
