【项目名称】

电卡薄膜制冷系统

【项目负责人】

钱小石 

【项目完成人】

韩东霖，张楹婧，黄涔凌，郑珊瑜，吴东远，李强，杜飞宏，段宏筱，陈威林，施骏业，陈江平，刘钢，陈昕，钱小石

 【项目完成单位】

机械与动力工程学院、电子信息与电气工程学院

【项目简介】

当前全球制冷与空调系统耗电量超过全社会用电量的30%，且主要的气体制冷剂均为强温室气体，温室效应潜值（Global Warming Potential, GWP）高达数千至数万。依照当前气候变化趋势，国际能源署预计2050年全球制冷系统的综合碳排放将超过50%。同时，AI芯片、数据中心、人形机器人等高电耗领域的高速发展，亟需高效、轻量化、精准的主动制冷技术；而主流的蒸汽压缩制冷技术因体积/重量大，难以满足AI时代电子系统冷却的迫切需求。在这一背景下，电卡制冷技术于本世纪初被物理学家提出。该技术基于巨电卡效应，通过固态材料实现高效循环制冷，突破了传统热力学循环的限制。电卡制冷不仅能够显著降低能耗与碳排放，还具备柔性、透明、超薄、可穿戴等特性，充分契合人工智能时代全球低碳发展趋势以及我国“双碳”目标。

本项目在国际上首次提出了电卡制冷系统的“自驱动”方法，实现了电卡制冷系统的微型化，验证了其在芯片冷却中的应用潜力。研究团队成功实现了电致伸缩与电致熵变效应的协同调制，建立了自驱动制冷循环逻辑，提出了轻量化“材料即器件”的组装方式，并搭建了标准化测试平台。在低电场条件下，该系统展现出高制冷功率密度与能效比，同时具备自感知与自适应的智能化制冷能力。

研究结果表明，该系统能够产生4 K的温差和6.5 W/g的比制冷功率，能效比（COP）高达24，热力学完善度达到迄今最高的32%。相关成果已获得国家专利授权。目前，两项相关专利已成功转化，进入固态制冷新兴产业方向的培育阶段。