夏天保命的空调，有望被弹性系统所取代

我们都知道，制冷是现代生活中不可或缺的一部分，从空调到食品保存，都离不开制冷技术。目前，所有的制冷技术都是基于蒸汽压缩循环的，它占据了全球能源消耗的约20%。然而，蒸汽压缩循环使用的制冷剂是一种超级污染的温室气体，它们的全球变暖潜能比二氧化碳高出几百到几千倍，而且它们的泄漏预计到2050年将占全球二氧化碳排放的11%以上。但目前还没有理想的替代制冷剂。

为了解决这个问题，一种可能的方案是使用热致冷技术，它是一种利用固体材料在外场作用下发生相变而产生温度变化的效应来实现制冷的技术。根据外场的不同，热致效应可以分为四种：电热致效应、磁热致效应、弹性热致效应和巴罗热致效应。这些效应都可以实现无氟制冷，并且具有高效率、低噪音、可靠性高等优点。然而，要将这些效应从实验室扩展到工业应用仍然面临着很多挑战，比如材料选择、循环设计、换热优化等。

最新发表在《科学》杂志上的论文中，作者介绍了一种基于弹性热致效应（ECE）的制冷系统，它可以克服上述挑战，并且达到了非常高的性能指标。ECE是指当某些形状记忆合金在机械应力作用下发生马氏体相变时，会产生温度变化的效应。这种效应最早在2013年被发现，并且在近年来得到了快速的发展。

ECE的优点是具有高的热致系数、低的循环疲劳、低的成本和易于加工等。作者使用了一种镍钛合金作为ECE材料，它是一种最常用的形状记忆合金，具有很好的机械和热性能。作者将镍钛合金制成了一种管束结构，可以实现高效的换热和压缩。作者还设计了一种多模式的换热结构，可以根据不同的需求切换不同的循环模式，从而实现高制冷功率或者大温差。下面，我将详细介绍这种系统的工作原理和性能特点。