エネルギー科学：低転移温度合金による0℃未満への弾性熱量冷却

形状記憶合金（SMA）を用いる弾性熱量冷却は、地球温暖化係数（GWP）の高い冷媒ガスに頼る従来の蒸気圧縮冷却に代わる、温室効果ガス（GHG）フリーの有望な代替技術である。しかし、既存の弾性熱量システムは、まだ0℃を下回る低温を達成しておらず、さまざまな冷凍シナリオへの応用が制限されている。今回我々は、直列構成の低転移温度管状ニッケルチタン（NiTi）ユニットを用いて、圧縮に基づく再生式弾性熱量冷却デバイスを構築した。今回選択したNiTi合金は、最低−20℃に至るまで超弾性と大きなエントロピー変化を示した。さらに、熱伝導流体として低凝固点の塩化カルシウム水溶液を用いることで、低い動作温度での効果的な流れが確保された。今回の卓上デバイスは、室温のヒートシンクから−12℃の熱源温度を達成しており、環境に優しい次世代弾性熱量冷凍技術への道を開くものである。

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