晶体、射流和磁铁——这就是让冷却变得更环保的方法吗？

　　

　　

　　在一个被气候变化烧焦的世界里，冷却技术远非奢侈品。它可以拯救生命，保持食物新鲜，并确保家庭或办公室的舒适。根据国际能源署(International Energy Agency)的数据，从现在到2050年，全球每秒钟将售出10台新空调。

　　但所有这些机器连续运行数小时，消耗了大量的电力。这些设备还往往含有制冷剂气体，这些气体对全球变暖的破坏力是二氧化碳的数千倍。气体逐渐泄漏，包括旧的空调机组或冰箱被扔掉后。

　　具有讽刺意味的是，为了在气候危机中生存下来而让自己冷静下来，实际上可能会让问题变得更糟。这就是为什么在欧洲和世界各地有多家初创公司在研究新技术，使冷却效率比现在高得多。他们提出了一些不同寻常的想法。

　　在剑桥的一个实验室里，Barocal的联合创始人Xavier Moya有一台原型机，可以对塑料晶体(有机分子的晶格)施加压力。这会产生强烈的降温效果，使温度下降20℃或30℃。

　　莫亚说:“我们没有使用天然气，所以不会泄漏。”Barocal目前有6名员工，已经筹集了150万英镑的资金。

　　这项技术依赖于这样一个事实，即固体制冷剂中的分子自然旋转，但当施加压力时，它们就会停止。莫亚说:“当你消除压力时，分子想要再次旋转，它们需要吸收能量——这就是它们冷却的原因。”

　　他补充说，这个过程有点像液晶显示器内部发生的事情。这种显示器包含了当施加电场时改变其方向的分子，例如，你可以在计算器屏幕上看到数字。

　　莫亚说，Barocal的固体制冷剂可用于空调或冰箱内部，无论是家用还是商用。他声称该系统将非常高效。在制冷和供暖系统中，一千瓦时(kWh)的电力通常用于产生数千瓦时的热能——即性能系数(COP)。例如，现代热泵可以让你在家里获得3的COP，这意味着每消耗千瓦时的电力产生3千瓦时的热量。

　　莫亚说:“我们期望效率是现在的两倍或更多。”不过他补充说，他的公司距离推出商业产品还有几年的时间。

　　另一家旨在消除制冷剂流体的初创公司是波兰的Dynamic Air Cooling。该公司拥有13名员工，已经筹集了350万欧元的资金，其中230万欧元是以赠款的形式。

　　联合创始人兼首席执行官帕维尔·帕纳斯朱克(Pavel Panasjuk)表示，他的团队在试验用于喷气发动机的相同技术时，或多或少是偶然想到了这个想法。

　　“我们创造了一个与迷你龙卷风非常相似的过程，”他说。他解释说，正是空气的扭曲和旋转实现了冷却效果，因为它将空气中的热能转化为动能。Panasjuk补充说，该系统可以可靠地将温度降低约45?C，在实验中，它已经从0?C到35?C左右的起始点起作用。

　　一个棘手的问题是，目前还没有确定特定输出温度的最终方法，因此该团队正在开发一个控制单元来实现这一目标。“有一个解决方案，”Panasjuk暗示，他补充说，该系统应该达到4左右的COP。

　　他补充说，如果所有的工程挑战都能得到解决，动态空气冷却公司希望在一年内就能推出商业化产品。该公司的目标是食品储存和运输的工业制冷。

　　德国的magnnotherm也决心用一种完全不同的技术制造更环保的冰箱。联合创始人兼董事总经理Timur Sirman解释说，他的创业公司的设备依赖于旋转磁铁。想象一下，在“汉堡”的上面和下面，有两个像汉堡面包一样的东西，在这种情况下，“汉堡”是一种特殊的铁合金，上面充满了孔隙，水可以通过这些孔隙被泵出。由旋转磁铁产生的磁场具有冷却金属合金的作用，因此任何通过它的水都可以冷却。

　　这家公司有32名员工，目前已经筹集了630万欧元，已经有了一个小型商业产品——一个冰箱，可以出租给活动组织者。西尔曼说，这款名为“北极星”(Polaris)的冰箱可以容纳100到200杯饮料，但COP只有1，效率不高。不过，他补充说，这个问题可以通过制造一个更大的冰箱来解决。

　　“冷却能力与你放入的材料数量成线性关系，”西尔曼说。因此，使用相同的电机和水泵，但更多的多孔铁合金，该团队希望在2024年实现更多的冷却和高达5的COP。

　　原则上，同样的技术可以用于空调系统，尽管这不是magnnotherm目前的重点。他们希望他们的系统能应用在商用冰箱上，这种模块化的系统可以在顾客(比如超市)决定更新硬件时取出并放入新的冰箱中。

　　牛津大学下属牛津大学马丁学院未来制冷项目的研究员妮可·米兰达说，在制冷领域看到这么多创新真是“太棒了”。她强调，在未来几年，被动冷却技术——从让我们的身体保持凉爽的纺织品到增加城市中心的荫凉——将与需要电力才能工作的技术一样重要。

　　但她补充说，世界各地对空调和冰箱的需求确实很大，所以现在开发可持续的系统很重要，这些系统不会消耗过多的能源，或者由碳足迹高的材料建造。

　　再想想欧洲各地的许多房屋，它们的设计从来就没有将夏季的酷热挡在外面。目前还不清楚这些国家的能源系统能否满足未来几年对冷却技术日益增长的需求。

　　米兰达说:“去商店买一台空调是一个简单的解决方案。”“这对这些地方的电网来说是一个巨大的风险。”