比传统空调更高效的电热热泵

卢森堡科学技术研究所的一个工程师团队与村田制造公司的两位同事合作，开发出了一种比传统空调更高效的再生式电热热泵。

该小组在《科学》杂志上发表的论文中描述了该技术以及原型的工作情况。斯洛文尼亚卢布尔雅那大学的 Jaka Tušek 在同一期期刊上发表了一篇《观点》文章，概述了电热热泵背后的原理以及团队在这项新工作中所做的工作。

传统的空调和冰箱通过压缩蒸汽并使其反复膨胀来工作，这种方法既低效又不环保。因此，科学家们多年来一直致力于寻找合适的替代品。

一种方法是开发固态电子热泵。此类设备通常涉及将铁电材料暴露于电场，触发极化，从而改变材料的温度。使用这种方法的设备可以被设计来加热或冷却周围的空气。不幸的是，尽管付出了很多努力，但由于各种问题，商业上可行的电热热泵尚未实现。研究团队采用了基于流体的方法，并创建了比传统空调更高效的 原型设备。

为了制造他们的设备，研究人员将钽酸铅钪条叠放在一起，然后将它们放入因其导热性能而选择的硅油中。通电会使金属条升温，从而将流体推向一个方向，然后在冷却时将其推向另一个方向——他们发现，差异区域约为 20°C。为了将该设备用作加热器或空调，油在系统中循环。测试表明该设备能够达到卡诺效率的 64%——这是使用此类技术的设备的理论极限。

研究团队承认，要在现实环境中达到这样的效率还需要做更多的工作。