科學(xué)家使用磁場和變形合金研發(fā)制冷系統(tǒng)

　　【中國制冷網(wǎng)】除了觸摸屏和內(nèi)置攝像頭等多余功能外，基本的冰箱技術(shù)在幾十年內(nèi)沒有太大變化。他們?nèi)匀煌ㄟ^化學(xué)制冷劑和壓縮機進行冷卻，現(xiàn)在歐洲研究人員已經(jīng)展示了一種有希望的早期冷卻系統(tǒng)，它使用磁場和變形記憶合金進行冷卻。

　　磁冷卻系統(tǒng)通過利用磁熱效應(yīng)起作用，即某些材料在暴露于磁場時會改變溫度。該技術(shù)幾乎與傳統(tǒng)冰箱一樣長，但從未真正得到應(yīng)用，因為設(shè)備復(fù)雜性會破壞能源效率，其中通常是使用的超導(dǎo)磁體，這需要它們自己的冷卻系統(tǒng)。

　　為了解決這個問題，達姆施塔特技術(shù)大學(xué)和德國Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（HZDR）的研究人員使用了磁鐵和特殊合金的獨特組合。磁鐵含有稀土金屬釹，以及鐵和硼。該合金是鎳，錳和銦的混合物。

　　這種組合是使系統(tǒng)實用的關(guān)鍵。這些磁鐵是目前已知的最強的永久磁鐵，能夠產(chǎn)生比地球強4萬倍磁場。同時，該特定合金在暴露于磁場時將冷卻，此外，它在變形后可恢復(fù)其原始形狀。利用這種組合，該項目的研究人員開發(fā)了一個六步制冷循環(huán)。首先，冷卻元件（合金）暴露在磁場中，只需一毫秒就足以使其磁化和冷卻。然后將合金從磁場中移除，并且冷卻所需的任何物質(zhì)。隨著合金回暖，它將保持磁化。接下來，合金被輥子壓縮，這使得合金體積更密集，失去其磁性同時溫度上升，當滾筒被移除時，合金在返回其常溫時恢復(fù)其原始形狀，為循環(huán)重新開始做好準備。

　　該項目主要是一項可行性研究，旨在說明形狀記憶合金如何幫助減少這類裝置所需的永磁體數(shù)量。該團隊表示，這些磁鐵是最昂貴的部分。“我們已經(jīng)證明形狀記憶合金非常適合冷卻循環(huán)，”該研究的作者Oliver Gutfleisch說。 “我們需要的釹磁鐵要少得多，但仍能產(chǎn)生更強的磁場，并產(chǎn)生相應(yīng)更大的冷卻效果。”該團隊計劃在2022年之前建立一個演示裝置，以更好地了解系統(tǒng)如何冷卻物品，以及它的節(jié)能效果。該研究已經(jīng)發(fā)表在Nature Materials雜志上。