美国加州大学洛杉矶分校裴启兵教授：具有静电驱动的高效电热冷却装置
近日，Science在线发表了美国加州大学洛杉矶分校裴启兵教授等人以题为“Highly efficient electrocaloric cooling with electrostatic actuation”的文章，该团队利用柔性电热（EC）聚合物膜和静电致动机构开发出了一种具有高热力学效率的冷却装置。可逆静电力降低了寄生功率消耗，并通过与热源或散热器的良好热接触进行有效的热传递。EC设备产生的冷却功率为2.8W/g，COP为13。新的冷却装置比现有的固态冷却技术更加高效和紧凑，为各种实际应用开辟了全新的途径。同期宾夕法尼亚州立大学章启明等人发表了题为“The refrigerant is also the pump”的评论。
图1 固态EC冷却装置
图2 P（VDF-TrFE-CFE）冷却装置通过静电驱动将热量从热源移动到散热器的工作机制
图3 EC聚合物冷却装置的性能
图4 柔性EC冷却装置的性能
数据显示，该薄膜每克制冷功率高达2.8瓦，性能系数超过现有蒸气压缩制冷技术。“这意味着转移同样的热量，我们的设备消耗更少的电能。”裴启兵说。
测试结果表明，他们制造的降温仪器让一部三星智能手机电池的温度在5秒内降低了8℃。相比之下，空气降温技术在50秒内仅降低3℃。
当谈到这项技术的应用前景，裴启兵说，它可以做成很小的制冷器，放在口袋随身携带；可根据个人的需要来调节身体不同部位的温度，且耗电量很小；也可给手机、电脑和可穿戴电子产品等有效降温，延长它们的使用寿命。
《科学》杂志配发的评论文章写道，有了这项技术，“人们可以想象，可穿戴式冷却绷带将取代冰袋，敷在伤口等；小型空调和热管理系统可以安置在办公桌上或整合到座椅里，进行局部性气温控制；芯片实验室这样的电子设备也将成为可能”。
论文链接：
http://science.sciencemag.org/content/357/6356/1130
资料来源：材料人、中国科学报
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