納米技術推動熱電制冷效率翻倍,有望替代壓縮機制冷
美國約翰斯·霍普金斯大學應用物理實驗室與三星研究所合作,開發(fā)出一種新型固態(tài)熱電制冷技術,其效率是傳統(tǒng)熱電設備的兩倍。
該技術不僅具備大規(guī)模制造潛力,還在實測中展現(xiàn)出遠超現(xiàn)有技術的效率表現(xiàn),有望為傳統(tǒng)壓縮機制冷提供替代方案。研究人員通過標準化測試,將傳統(tǒng)塊體熱電材料與新型CHESS(層級結構超晶格)薄膜材料進行對比,驗證了其在商用冰箱系統(tǒng)中的顯著效率提升。
此次測試顯示,該材料在在25°C室溫下的材料效率提升近100%,在熱電模塊層面提升約75%,在完整制冷系統(tǒng)中的整體效率提升達70%。CHESS薄膜每個制冷單元僅需約0.003立方厘米材料,大小約等于一粒沙。這種超薄設計使其能夠適配標準的半導體芯片制造工藝,具備良好的可擴展性和量產基礎,有望實現(xiàn)低成本批量制造。
APL表示,這項技術未來可像鋰電池一樣,從小型制冷應用擴展至大規(guī)模建筑HVAC系統(tǒng)。未來,研究團隊將繼續(xù)與企業(yè)和研究機構合作,推動CHESS材料性能進一步接近傳統(tǒng)機械制冷系統(tǒng)。后續(xù)研發(fā)計劃包括推出更大規(guī)模的熱電制冷系統(tǒng),以及融合人工智能技術,優(yōu)化分區(qū)冷卻和HVACR系統(tǒng)中的能源調度。除了制冷,CHESS材料也具備在能源回收與電子設備熱管理等方面的應用潛力。