歐洲科學家使用磁場和變形合金研發製冷係統
該技術(shù)幾乎與傳統冰箱一樣長,但從未真正得(dé)到應用,因為設備複雜(zá)性會破壞能源效率,其中通常是使用(yòng)的超導磁體,這需要它們自己的冷卻係(xì)統(tǒng)。
為了解決這個問題,達(dá)姆施塔特技術大(dà)學和德國Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(HZDR)的研究人員使用了磁鐵和特殊合金的獨特組(zǔ)合。磁鐵含有稀土金(jīn)屬釹,以及(jí)鐵和硼。該合金(jīn)是鎳,錳(měng)和銦的混合物。
這種組合是使係統實用的關鍵。這些磁(cí)鐵是目前已知的最強的永久磁鐵,能夠(gòu)產生比(bǐ)地球強4萬倍磁場。同時,該特(tè)定合金在暴露於磁場時將冷卻,此外(wài),它在變形後可恢複(fù)其原始形狀。利用這種組合,該項目的(de)研究人員開(kāi)發了一個六步製冷循環。首先(xiān),冷卻元件(合金)暴露在(zài)磁場中,隻需一毫秒就足以使(shǐ)其(qí)磁化和冷卻。然後將合金從磁場中移除,並且冷(lěng)卻所需的任何(hé)物質。隨著合(hé)金回暖,它將保(bǎo)持磁化。接下來,合金被輥(gǔn)子壓縮,這使得合金體積更密集,失去其磁性同時溫度上升,當滾筒被移除時,合金在(zài)返回其常溫時恢複其原始(shǐ)形狀,為循環(huán)重新開始做(zuò)好準備。
該項目主要是一項(xiàng)可行(háng)性研究,旨在說明形狀記憶合(hé)金如何(hé)幫助(zhù)減(jiǎn)少這類裝置所需的永磁體數量。該團隊表示,這些磁鐵是最(zuì)昂貴的部(bù)分。“我們已經證明形狀記憶(yì)合金非常適合冷卻循環,”該研究的(de)作者Oliver Gutfleisch說。 “我們需要的釹磁鐵要少得多,但仍(réng)能產生更強的磁場,並產生相應更大的冷卻效果。”該團隊計劃在2022年(nián)之前建立一個演示裝置,以(yǐ)更好地了(le)解係統如何冷卻物品,以及它的節(jiē)能效果。該研究已經(jīng)發表在Nature Materials雜誌(zhì)上。
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