向离子热冷却问好：一种降低汞含量的新方法，有可能用对地球更安全、更友好的方法取代现有方法。

典型的制冷系统通过气体在一定距离外膨胀时冷却，从而将热量从空间中带走。尽管这个过程非常有效，但我们使用的一些精选气体对环境也特别不友好。

然而，有不止一种方法可以迫使物质吸收和释放热能。

美国劳伦斯伯克利国家实验室和加州大学伯克利分校的研究人员开发的一种新方法利用了材料相变时储存或释放能量的方式，例如当固态冰变成液态水时，例子。

提高冰块的温度，它会融化。我们可能不容易看到的是，熔化从周围吸收热量，从而有效地冷却它。

在不需要加热的情况下迫使冰融化的一种方法是添加一些带电粒子或离子。在道路上撒盐以防止结冰是这方面的一个常见例子。离子热循环还使用盐来改变流体的相并冷却其周围环境。

“制冷剂的前景是一个未解决的问题，”来自加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室的机械工程师 Drew Lilley 说。“没有人成功开发出一种替代解决方案，使物品变冷、高效工作、安全且不损害环境。”

“我们认为，如果实现得当，离子热循环有可能实现所有这些目标。”

研究人员对离子热循环理论进行了建模，以展示它如何可能与当今使用的制冷剂的效率竞争，甚至提高效率。流过系统的电流会移动其中的离子，改变材料的熔点以改变温度。

离子热冷却
离子热循环在起作用。（珍妮·努斯/伯克利实验室）

该团队还进行了实验，使用由碘和钠制成的盐来熔化碳酸亚乙酯。这种常见的有机溶剂也用于锂离子电池，并以二氧化碳为原料生产。这可能会使系统不仅 GWP [全球变暖潜能值] 为零，而且 GWP 为负值。

通过在实验中施加不到一伏的电荷，测得 25 摄氏度（45 华氏度）的温度变化，这一结果超过了迄今为止其他热量技术所能达到的水平。

“我们试图平衡三件事：制冷剂的 GWP、能源效率和设备本身的成本，”来自劳伦斯伯克利国家实验室的机械工程师 Ravi Prasher 说。

“从第一次尝试开始，我们的数据在所有这三个方面看起来都非常有希望。”

目前用于制冷过程的蒸汽压缩系统依赖于具有高 GWP 的气体，例如各种氢氟烃 (HFC)。签署基加利修正案的国家已承诺在未来 25 年内将氢氟碳化合物的生产和消费减少至少 80%，而离子热冷却可以在其中发挥重要作用。

现在，研究人员需要将这项技术从实验室转移到可以商业化使用并且可以毫无问题地扩大规模的实际系统中。最终，这些系统可用于加热和冷却。

“我们拥有这个全新的热力学循环和框架，它汇集了来自不同领域的元素，我们已经证明它可以发挥作用，” Prasher 说。

“现在，是时候进行实验来测试材料和技术的不同组合，以应对工程挑战。”

该研究已发表在《科学》杂志上。