克日,,质料学院杜娟、郑强的纳米磁性功效质料团队在压卡效应制冷手艺研究领域取得主要希望,,研究效果以“Colossal barocaloric effects at triple‐phase points”为题揭晓在国际学术期刊《Energy & Environmental Materials》 (中科院一区top期刊,,影响因子14.1)。。。。j9九游会质料研究所硕士生张志鹏和中南大学李芳镖(现在闽南师范大学事情)为论文配合第一作者,,杜娟研究员、郑强研究员和中国科学院金属研究所李昺研究员为论文配合通讯作者,,j9九游会为第一完成单位和通讯单位。。。。该事情还获得了中国科学院固体物理研究所童鹏研究员、王贤龙研究员和中南大学王辉教授的资助和支持。。。。

古板蒸汽压缩制冷保存易泄露和低效率等问题,,加剧了全球变暖。。。;;;繁P椭评涫忠罩,,基于外部场调控相变温度的固态制冷手艺备受关注。。。。目今的压卡效应都基于简单的结构相变,,主要包括基于固态结构相变的压卡效应,,以及基于固-液相变的压卡效应。。。。这些质料中的压卡效应在150 MPa的压力下,,爆发的绝热温变仅仅只有几K或者十几K,,而现实制冷需要更大的绝热温变和更低的驱动压力。。。。

图1叠加相变的设计战略及效果。。。。(a)基于双相变的设计战略示意图。。。。(b) C17H36在差别压力下直接丈量获得的热流曲线。。。。 (c) C17H36的相图,,其中温度和压力基于实验的热流曲线。。。。(d)经典压卡质料的绝热温变?Tad的较量(深色柱状图体现通过直接丈量获得的数值(直接法),,浅色柱状图体现基于熵转变获得的盘算值(间接法)。。。。
该事情选择正构烷烃中相变温度处于室温周围的三种质料:正十七烷、正十九烷和正二十一烷。。。。在相变温度周围,,三种质料均爆发两种相变(有序固相-无序固相相变和无序固相-无序液相相变),,保存大的熔化潜热。。。。我们设计了一种压卡制冷新战略,,即叠加相变制冷。。。。该设计战略通过压力调控,,使得两个单独的相变叠加,,形成三相点,,在三相点周围实现远高于简单相变的庞压卡效应。。。。本研究事情中,,在150 MPa的低压下,,奇数正构烷烃的三相点周围,,使用叠加相变制冷战略,,获得约800 J kg-1K-1的大等温熵变、30 K的大绝热温变和宽于50 K(280 K-335 K)的宽制冷温度窗口。。。。该项研究事情为压卡制冷提供了一个新的研究偏向和思绪,,同时三相点下叠加相变的发明,,将大力地推动压卡效应在制冷手艺中的现实应用。。。。
本事情是该研究团队近期关于压卡效应的最新希望之一,,获得国家自然科学基金(U23A20549和52171184)和科技部国家重点研发妄想项目的支持。。。。近年来,,该研究团队划分在烷醇系统(Journal of Physical Chemistry Letters, 2024, 15: 7141和中国发明专利CN202310982176.0)和脂肪酸甲酯系统(Journal of Physical Chemistry Letters, 2024, 15: 1962、Journal of Materials Chemistry C 2025,,13:2229和中国发明专利CN202410112098.3)中发明了具有庞压卡效应的新型压卡质料。。。。这些基于固-液相变的庞压卡效应研究效果将大力推动压卡效应在制冷手艺中的现实应用。。。。
论文链接:https://doi.org/10.1002/eem2.70021