近日，Science在線發(fā)表了美國加州大學洛杉磯分校裴啟兵教授等人以題為“Highly efficient electrocaloric cooling with electrostatic actuation”的文章，該團隊利用柔性電熱（EC）聚合物膜和靜電致動機構開發(fā)出了一種具有高熱力學效率的冷卻裝置。可逆靜電力降低了寄生功率消耗，并通過與熱源或散熱器的良好熱接觸進行有效的熱傳遞。EC設備產生的冷卻功率為2.8W/g，COP為13。新的冷卻裝置比現有的固態(tài)冷卻技術更加高效和緊湊，為各種實際應用開辟了全新的途徑。同期賓夕法尼亞州立大學章啟明等人發(fā)表了題為“The refrigerant is also the pump”的評論。
圖1 固態(tài)EC冷卻裝置
圖2 P（VDF-TrFE-CFE）冷卻裝置通過靜電驅動將熱量從熱源移動到散熱器的工作機制
圖3 EC聚合物冷卻裝置的性能
圖4 柔性EC冷卻裝置的性能
數據顯示，該薄膜每克制冷功率高達2.8瓦，性能系數超過現有蒸氣壓縮制冷技術。“這意味著轉移同樣的熱量，我們的設備消耗更少的電能。”裴啟兵說。
測試結果表明，他們制造的降溫儀器讓一部三星智能手機電池的溫度在5秒內降低了8℃。相比之下，空氣降溫技術在50秒內僅降低3℃。
當談到這項技術的應用前景，裴啟兵說，它可以做成很小的制冷器，放在口袋隨身攜帶；可根據個人的需要來調節(jié)身體不同部位的溫度，且耗電量很小；也可給手機、電腦和可穿戴電子產品等有效降溫，延長它們的使用壽命。
《科學》雜志配發(fā)的評論文章寫道，有了這項技術，“人們可以想象，可穿戴式冷卻繃帶將取代冰袋，敷在傷口等；小型空調和熱管理系統(tǒng)可以安置在辦公桌上或整合到座椅里，進行局部性氣溫控制；芯片實驗室這樣的電子設備也將成為可能”。
論文鏈接：http://science.sciencemag.org/content/357/6356/1130
資料來源：材料人、中國科學報
