我国科学家发现溶解压卡效应突破制冷技术瓶颈

2026年1月22日，中国科学院金属研究所李昺研究员团队联合多家单位，在制冷技术领域取得原创性突破——首次发现并命名“溶解压卡效应”，为数据中心等高算力基础设施的散热难题提供了一种兼具低碳性、高效性与实用潜力的新型冷却路径。

当前，算力作为支撑数字经济发展的核心基础设施，其能源消耗与热管理压力持续攀升。统计显示，数据中心冷却系统耗电量约占整体用电量的四成。传统压缩式制冷方式不仅能效偏低、碳排放较高，在应对芯片功率密度不断提升带来的局部高热流密度时，换热能力也逐渐逼近物理极限。

研究团队在实验中观察到，硫氰酸铵水溶液在压力变化过程中展现出显著且可逆的热响应：施加压力时，溶质析出并释放热量；撤去压力后，溶质迅速再溶解并强烈吸热。在室温条件下，该溶液温度可在二十秒内下降近三十摄氏度；环境温度越高，降温幅度越明显，其制冷性能显著优于现有固态相变材料。

这一现象被定义为“溶解压卡效应”。其核心在于将制冷工质与换热介质统一于同一液相体系：既依靠溶液的自然流动性实现快速传热，又通过溶解与析出之间的物相转变产生可观的制冷效应。该设计突破了制冷领域长期存在的“低碳、大冷量、高换热效率”难以协同实现的技术瓶颈。

类比而言，“压卡效应”类似于挤压干燥海绵——压缩时结构致密化而发热，回弹时吸热降温；而“溶解压卡效应”则更接近挤压一块充分浸润盐水的海绵：加压时盐水被挤出并放热，卸压后海绵重新吸水，此过程带动大量热量从周围环境被快速吸收。

基于该原理，团队构建了四步工作循环：加压升温、向环境排热、卸压降温、冷量输出。单次循环中，每克溶液可吸收六十七焦耳热量，理论能效比达百分之七十七，具备明确的工程转化基础。

该成果为下一代数据中心冷却系统提供了全新技术范式，有望推动算力基础设施在保障性能的同时，实现更深层次的节能降碳与运行优化。