Science首次刊登！C9高校，有重大突破

来源：软科

2023年5月19日，Science发表了西安交通大学在固态制冷方向的最新成果——《高性能多模式弹热制冷系统》（High-performance multimode elastocaloric cooling system）一文。本文为Science首次刊登的关于弹热制冷机的论文。

西安交通大学为该论文的第一完成单位，西安交通大学能源与动力工程学院的钱苏昕副教授为该论文的第一作者。美国马里兰大学竹内一郎教授为该论文的通讯作者。本文的研究始于钱苏昕在马里兰大学构建的管束式弹热制冷系统，他在西安交通大学提出了多模式弹热制冷系统的设计，并与马里兰大学Catalini博士合作在马里兰大学搭建了多模式弹热制冷机，其中弹热工质的材料物性测量由北京航空航天大学侯慧龙副教授协助开展。

研究表明，利用因子决定了管束工质中弹热效应两种释放途径的比例，其中一部分弹热效应可被传热流体带走用于制冷，而另一部分弹热效应需要留在管束工质内部，用于维持工质在传热流体流动方向的温度梯度，而最佳利用因子反映了两者之间的竞争关系。主动回热循环需要更多的弹热效应维持温度梯度，最佳利用因子在0.6左右；单级循环可将大部分弹热效应用于制冷，最佳利用因子大于6。多模式弹热制冷机可显著拓展最佳利用因子的范围，使其可在大范围工况变化时保持高效率。在此基础上，可以通过调节管状弹热工质内插组件的结构参数，优化管状弹热工质内固、液相的热容比，有望实现40 K以上的制冷温差和500 W的制冷量。本文的研究有望推进弹热制冷及其它固态相变制冷（caloric cooling）技术的商业化应用进程。

该项研究工作获得了国家自然科学基金创新群体、中国科协青年人才托举工程等项目资助。钱苏昕副教授以制冷系统碳中和为目标，长期从事零GWP的固态制冷技术及使用低GWP工质的制冷空调热泵系统仿真与节能技术研究，构建了热驱动弹热制冷循环，创制了全球首台压缩式弹热制冷机、首台多模式弹热制冷机、首台弹热制冷冰箱原型机，并建成了包含制冷系统关键部件和整机的多个仿真平台，为头部企业成功研发了多款基于碳氢制冷剂的行业全新产品。相关基础研究成果发表于Nature Reviews Materials、Innovation等高水平期刊，应用研究成果获山东省科技进步二等奖等奖励。

西安交通大学是我国最早兴办、享誉海内外的著名高等学府。西迁以来，一代代交大人扎根西部、服务国家，为西部发展和国家建设作出了卓越贡献，以实际行动铸就了第一批纳入中国共产党人精神谱系的西迁精神。2017年12月，习近平总书记对学校15位老教授来信作出重要指示。在2018年新年贺词中，习近平总书记再次提到“西安交大西迁的老教授”。2020年4月22日，习近平总书记来校考察并发表重要讲话，强调西迁精神的核心是爱国主义，精髓是听党指挥跟党走，与党和国家、与民族和人民同呼吸、共命运，勉励师生在新时代创造属于我们这代人的历史功绩，给全校师生以巨大关怀和极大鼓舞，为学校新时代建设中国特色世界一流大学提供了根本遵循和行动指南。

迁校以来，西安交通大学创造了30000余项科研成果，其中241项获得国家三大奖，产生了数以千亿计的经济社会效益。学校依托学科与人才培养优势，创新产学研合作模式，与政府、大中型企业联合建立研发中心，注重解决行业关键性技术问题，充分发挥科技对区域经济和社会发展的支撑作用。

西安交通大学能源与动力工程学院是西安交通大学创建最早、学科设置最齐全、师资力量最雄厚的学院之一，创建了我国第一个锅炉专业、第一个汽轮机专业、第一个汽车制造专业、第一个制冷与低温专业、第一个压缩机专业等，创立了中国热能动力学科和内燃机学科等。学院在能源与动力工程、核科学与技术等学科领域开拓创新，勇于实践，始终站在中国高等工程教育的前列，引领人才培养，创新科学研究，为我国国民经济和GF建设的发展、能源科学与技术的进步、能源动力领域相关行业的成长做出了卓越的贡献，已成为西安交通大学和全国高校同类学院中最具影响力和代表性的学院。

转自：“学术人”微信公众号

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