納米技術推動熱電制冷效率翻倍,有望替代壓縮機制冷
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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,開發出一種新型固態熱電制冷技術,其效率是傳統熱電設備的兩倍。
該技術不僅具備大規模制造潛力,還在實測中展現出遠超現有技術的效率表現,有望為傳統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模建筑HVAC系統。未來,研究團隊將繼續與企業和研究機構合作,推動CHESS材料性能進一步接近傳統機械制冷系統。后續研發計劃包括推出更大規模的熱電制冷系統,以及融合人工智能技術,優化分區冷卻和HVACR系統中的能源調度。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。
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