認識一下電離製冷。這是一種降低溫度的新方法，有潛力取代現有的製冷方法，更安全、對環境更友好。
正在起作用的電離循環
傳統的製冷系統通過氣體將熱量從空間中帶走，當氣體膨脹時會冷卻一段距離。儘管這個過程非常有效，但我們使用的一些氣體對環境非常不友好。
然而，有多種方法可以迫使物質吸收和釋放熱能。
美國勞倫斯伯克利國家實驗室和加州大學伯克利分校的研究人員開發了一種方法，利用物質相變時儲存或釋放能量的方式。例如，當固態冰轉化為液態水時，提高冰塊的溫度，它就會融化。我們可能不太容易看到的是，融化會從周圍吸收熱量，有效地冷卻周圍環境。
一種無需增加熱量就能使冰融化的方法是添加一些帶電粒子或離子。在道路上撒鹽以防止結冰就是這種方法的常見例子。電離製冷循環也使用鹽來改變流體的相態並冷卻周圍環境。
加州勞倫斯伯克利國家實驗室的機械工程師Drew Lilley在2023年1月的一份聲明中表示：「製冷劑的選擇是一個尚未解決的問題。沒有人成功地開發出一種既能製冷、高效、安全，又不對環境造成傷害的替代方案。我們認為，如果適當實現，電離製冷循環有潛力實現所有這些目標。」
研究人員建立了電離製冷循環的理論模型，展示了它如何與當今使用的製冷劑競爭，甚至改進效率。通過系統中的電流，離子會移動，改變物質的熔點以改變溫度。
該團隊還進行了實驗，使用含碘和鈉的鹽來融化碳酸乙烯。這種常見的有機溶劑也用於鋰離子電池，並使用二氧化碳作為輸入。這不僅可以使系統的全球變暖潛勢為零，還可以為負值。
實驗中，通過施加不到一伏特的電荷，溫度發生了25攝氏度的變化，這個結果超過了其他熱力技術迄今為止所能實現的。
加州勞倫斯伯克利國家實驗室的機械工程師Ravi Prasher說：「我們試圖平衡三個因素——製冷劑的全球變暖潛勢、能源效率和設備成本。從第一次嘗試開始，我們的數據在這三個方面看起來非常有希望。」
目前在製冷過程中使用的蒸氣壓縮系統依賴於全球變暖潛勢較高的氣體，如各種氫氟碳化物(HFCs)。簽署基加利修正案的國家承諾在未來25年內將HFCs的生產和消費量至少減少80%。電離製冷在其中可能起到重要作用。
現在，研究人員需要將這項技術從實驗室推廣到實際的商業系統中，並且在擴大規模時沒有任何問題。最終，這些系統可以用於供暖和製冷。
「我們有了這種全新的熱力循環和框架，它將不同領域的元素結合在一起，我們已經證明它可以工作，」Prasher說，「現在，是時候進行實驗，測試不同材料和技術的組合，以應對工程挑戰了。」
