蓋世汽車訊 據外媒報導,德國薩爾大學(Saarland University)和機電一體化和自動化技術中心(ZeMA)公佈了一項創新的空氣調節技術,有望實現顯著的節能和環保效益。
(圖片來源:薩爾大學)
該系統利用鎳鈦(Ni-Ti)形狀記憶合金中的“彈性熱效應”,可以在不使用揮發性製冷劑或燃燒化石燃料的情況下進行製冷和加熱。這種突破性方法被稱為彈性熱量學,比傳統的系統更為清潔。
薩爾大學的Stefan Seelecke和Paul Motzki教授表示,其原型展示了如何通過超薄Ni-Ti絲或片的重複機械變形,有效地將熱量從一個地方轉移至另一個地方。其結果是空調系統可以作為冰箱和熱泵,提供比普通装置更高的能效。
鎳鈦的“形狀記憶”特性是實現彈性熱冷卻的驅動力。當水在固體、液體和氣體之間轉換時,鎳鈦諾在兩種固體結晶相之間轉變。該材料在拉伸狀態(即處於張力下)時吸收熱量。一旦負荷被釋放,該合金就會回復到原來的狀態,並將熱量釋放到其他地方。經過受壓或未受壓材料的空氣,以高度可控的方式獲得或損失熱量。圍繞這一現象來構建功能系統,需要進行複雜的工程設計。
現在,研究人員已設計出原型,可以迴圈拉伸和放鬆鎳鈦線或薄板。熱量從流動的介質(如空氣或水-乙二醇混合物)中傳入或傳出,並持續運行。由於不使用標準製冷劑,這些原型充分降低了環境損害風險,同時提高整體能效。大眾汽車和弗勞恩霍夫研究所等機構正在與該團隊合作,以開發電動汽車、住宅建築等方面的應用。
無論使用該系統進行冷卻還是加熱,該團隊都能實現20℃左右的溫差。目前正在開發的第一批原型包括一個用於電動汽車的輕型空調裝置和一個適合電動汽車牽引電池的冷卻系統。
通過將尖端材料科學與實際工程相結合,該團隊為未來實現更安全、更清潔、更節能的氣候控制奠定了基礎。這些彈性熱系統有望為家庭、車輛和其他領域提供更可持續的加熱和製冷解決方案。