【工学】クールな新冷却技術

エネルギー消費と環境への影響を減らす新しい冷却技術に用いる材料として、柔粘性結晶が有望である可能性を示唆する論文が、今週掲載される。現在の冷却技術は、世界の電力量の約25～30％を消費すると推定されているため、新しい冷却技術の開発が望ましい。

従来の冷却システムのほとんどは、蒸気圧縮による冷却を使用しているが、この技術に用いる材料の環境影響について懸念が高まっている。有望な代替材料としては、圧力などの外部刺激によって温度が変化する固体材料が提案されてきた。しかし、既存の固体材料は、小さなエネルギー変化（わずか数十ジュール毎キログラム毎ケルビン）をもたらす程度の性能であるため、応用可能性が限られている。

今回、Bing Liたちの研究グループは、さまざまな柔粘性結晶で、圧力によって熱エネルギーが大きく変化することを実証した。検討対象材料の1つであるネオペンチルグリコールでは、約389ジュール毎キログラム毎ケルビンのエネルギー変化が観測された。このように大きな効果が得られた原因は、柔粘性結晶の極めて無秩序な（規則的な格子を形成しない）分子構造にある。比較的小さな圧力で、この分子構造に大きな変化を誘発でき、その結果として大きなエネルギー変化が生み出される。Liたちは、柔粘性結晶はさらなる最適化による効率の改善が必要だが、次世代の固体冷却技術の探求に新たな道を開くと考えられると指摘している。

doi: 10.1038/s41586-019-1042-5

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