近日，中国科学院金属研究所研究员李昺团队与合作者首次发现“溶解压卡效应”，有望同时攻克制冷领域的三大核心挑战：低碳排放、大制冷量和高换热效率。相关成果1月22日发表于《自然》，为下一代绿色制冷技术开辟了全新路径。

制冷技术是现代社会的基石，目前广泛使用的气体压缩制冷技术，虽贡献了我国约2%的GDP，却也消耗了近20%的电力，并产生了7.8%的碳排放。为此，研究人员近年来着力开发固态相变制冷材料，然而，固态材料固有的导热慢、界面热阻大等缺陷，严重制约了其在实际大功率场景中的应用。

金属所研究团队在实验中发现，硫氰酸铵（NH?SCN）的水溶液在压力变化下表现出惊人的热效应：加压时，盐析出并放热；卸压后，盐迅速溶解并强力吸热，室温下溶液温度可在20秒内骤降近30°C，在高温环境下降温幅度更高，远超已知固态相变材料性能。科研人员将这一现象命名为“溶解压卡效应”。

李昺告诉《中国科学报》，过去关于制冷技术的研究思维，局限在材料的气液、固固等的相变范畴。而作者团队捅破思维局限的“窗户纸”，来自偶然的发现，但也缘于科研人员的厚积薄发。

李昺课题组在既往实验中，冲洗残留有硫氰酸铵固体颗粒的研钵时，好几次发现手部温度明显比水温低很多。他们没有就此放过这个“小”发现，而是专门做了测试，结果发现随着硫氰酸铵溶解、水溶液大量吸热，水温可以在几秒钟内从二三十度直接降至7~8度，“然后思路一下子打开了”。

该效应的突破性在于将制冷工质与换热介质合二为一：利用溶液本身流动性实现高效传热，同时通过溶解/析出过程提供巨大冷量，从而一举打破了长期以来困扰制冷领域的低碳-大冷量-高换热不可能三角关系。

基于此效应，团队设计出一套高效的四步循环系统：加压升温→向环境散热→卸压降温→输送冷量，单次循环即可实现每克溶液吸收67焦耳热量，理论效率高达77%，展现出优异的工程应用潜力。

这项研究不仅提供了一种全新的制冷原理，更为发展高效、环保的下一代制冷技术奠定了关键科学基础，在大型数据中心热管理方面潜力巨大。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-025-10013-1