离子冷却提供了一种方法来结束温室气体在制冷中的使用

美国研究人员已经证明了一种可以停止在制冷中使用温室气体的传热方案。当盐溶解在液体中时，这项技术利用了液体熔点的降低，与其他一些拟议的替代制冷技术相比，显示出显著的优势。

热自然地从热流向冷。制冷和热泵利用能量来逆转这种流动。今天的冰箱使用蒸汽压缩，这取决于制冷剂在低压冷库(它在这里蒸发)和高压热库(它在这里冷凝)之间的循环，以逆热梯度移动热量。然而，许多使用的制冷剂都是含氯氟烃的，为了保护臭氧层，这些制冷剂已被禁止使用。替代制冷剂，如氢氟碳化合物是强有力的温室气体，氢氟烯烃可能分解为有毒的副产品。

因此，研究人员正在寻找蒸汽压缩的替代品。其中包括热量材料，它在某种场的存在下改变温度。例如，磁热材料可以通过磁场加热。然而，热量通常需要不切实际的大场强和低效率。

在这项新研究中，画Lilley而且普拉舍拉维加州大学伯克利分校和劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员使用了另一种“离子热制冷”方案。他们没有在外部施加电场，而是利用盐(碘化钠)和溶剂(碳酸乙烯)中的离子之间的电化学结合。当盐加入到部分冻结的溶剂中时，它开始溶解。然而，要做到这一点，溶剂必须融化，而这需要能量。利利解释说:“(溶剂)想要变成液体，但它需要能量才能这样做，所以它会把能量从自己身上偷走，然后冷却下来。”

然后，研究人员将该系统与冷储层进行热接触。最后，他们通过电渗析将盐从溶剂中分离出来。这提高了溶剂的熔点，使它再次部分冻结，释放热量。这种结晶的冰泥被泵回热的蓄水池，完成制冷循环。研究人员表明，在可行的操作条件下，最大温度降低28°C，能源效率为29%，优于其他热量制冷系统，他们认为还有很大的改进空间。

机械工程师香农绮亚特兰大乔治亚理工学院的教授对此印象深刻。他说:“我们很早就知道电离热效应，但很高兴看到制冷循环利用了它。”以制冷和空调为例，目前全球大约有12亿台在运行，未来30年将增加到40亿台左右，最终制冷剂会泄漏出去。这是一个非常重大的挑战。他说，下一步是“更多的实用机械工程，可以把它变成最终产品的原型”。