冷热间穿梭他不断施展“材”能

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◎本报记者 郝晓明

日前，第十七届中国青年科技奖揭晓，中国科学院金属研究所研究员李昺获得该奖项。

冷和热是一对矛盾，如何将“制冷”与“控热”材料完美结合，是李昺一直以来研究的课题。

作为从事磁卡制冷材料、压卡制冷材料、零碳制冷技术和可控储热技术的科研人员，李昺已经在国际主流学术刊物上发表学术论文70余篇，获得授权ZL5项。

制冷技术的应用，为现代社会发展起到了重要的推动作用。现有制冷设备主要采用气体压缩循环技术，通过制冷剂达到制冷效果，不过能耗较高。面对日益严峻的能耗问题，学术界和工业界均在积极寻求替代方案。

研究显示，相比液态制冷剂，固体制冷剂可以实现更少甚至无碳排放。不过，固体制冷剂的性能与液态制冷剂相比存在巨大差距，这成为限制该技术走向应用的瓶颈之一。

这条路走不通，李昺决定换一条。

众所周知，物质状态的改变必然伴随着热量的吸收或释放。“如果能够找到一种材料，通过施加压力就可以诱导其从一种固态转化为另一种固态，从而产生热响应，那么除了传统制冷剂外，就有了一种新的制冷技术。”李昺表示，他将这种通过超一个数量级压力诱导出的相变制冷效应命名为庞压卡效应。

“我们在塑晶材料中发现庞压卡效应，该材料可以作为新型制冷材料，未来有望大幅度提高制冷效率。”李昺表示，“塑晶材料所需驱动压力小、成本低廉，将塑晶引入固态相变制冷材料研究领域，将丰富新一代制冷技术研究的材料体系，为发现和设计性能更加优异的材料提供了可能。”

在寻找高效制冷材料的同时，李昺也在积极研究如何将产生的热能更加有效地回收利用。

“如果将浪费的热能加以回收并利用，不但可以减少能源消耗，还可以降低碳排放。”李昺说。

最终，李昺利用玻璃晶体材料的特性发明了压力可控储热技术。

李昺向记者介绍这项新技术：“将玻璃晶体材料与80摄氏度余热热源接触，吸收热量后再将其放回到室温环境下，其无需任何隔热条件，即可以稳定地保存所吸收的热量；当需要释放热能时，只要施加微小的压力，玻璃晶体材料即可立刻释放所储存的热量，每1克材料就能释放大约150焦耳能量。这项技术解决了热能长时存储和可控释放的难题，未来将应用在数据中心、大型工业流程、热电厂等场景。”

在冷与热间穿梭，李昺不断探寻着新的材料，以实现高效绿色制冷与储热。