科學家增強了熱電偶製冷的能力，這是一種利用電化學反應的冷卻方法。透過改進電解質成分，他們顯著提高了效率，使其成為從可穿戴技術到工業系統等冷卻應用中一種前景廣闊的低能耗替代方法。

透過優化電化學反應、提高效率並擴大其實際用途，熱電解質冷卻技術的突破可使冷卻變得更便宜、更環保。 (熱電偶製冷器原型）。

科學家推出了一種前景廣闊的新型冷卻技術，它可能比傳統冷凍技術更有效率、更環保。這項研究於1月30日發表在《細胞》（Cell Press）旗下刊物《焦耳》上，探討了利用可逆電化學反應產生冷卻效果的熱電製冷技術。與傳統的冷卻系統相比，這種方法所需的能量要少得多，因此既經濟又可擴展，適用於從個人冷卻設備到大規模工業用途的各種應用。

“熱電半導體製冷技術即將以清潔電力或低功耗製冷的形式進入我們的生活，研究界和商業界都應給予關注，”資深作者、中國武漢華中科技大學的段江江說。

熱電偶電池通常透過可逆的電化學反應將熱轉化為電能。透過逆轉這個過程–應用外部電流驅動這些反應–科學家可以產生冷卻效果。雖然先前的研究顯示冷卻潛力有限，但段曉東的團隊透過改進系統的化學成分，大大提高了性能，為實際應用開啟了新的可能性。

段說：”以往的研究大多集中在原始系統設計和數值模擬上，而我們報告了一種合理而通用的熱電偶電解質設計策略，實現了創紀錄的冷卻性能，有可能用於實際應用。”

冷卻熱動力電池基於涉及溶解鐵離子的電化學氧化還原反應。在反應的一個階段，鐵離子失去一個電子並吸收熱量（Fe3+ → Fe2+ ），而在另一個階段，鐵離子獲得一個電子並釋放熱量（Fe2+ → Fe3+ ）。第一個反應產生的能量會冷卻周圍的電解質溶液，而第一個反應產生的熱量會被散熱器帶走。

透過調整電解質溶液中使用的溶質和溶劑，研究人員提高了水伽伐尼電池的冷卻能力。他們使用了一種含高氯酸鹽的水合鐵鹽，與先前測試過的其他含鐵鹽（如鐵氰化物）相比，這種鐵鹽有助於鐵離子更自由地溶解和解離。透過將鐵鹽溶解在含有腈類而非純水的溶劑中，研究人員能夠將水力發電池的冷卻功率提高70%。

優化後的系統能夠將周圍的電解質冷卻1.42 K，與先前發表的熱電解系統0.1 K 的冷卻能力相比，這是一個很大的進步。

展望未來，研究小組計劃繼續優化他們的系統設計，同時也研究潛在的商業應用。

“雖然我們的先進電解質具有商業可行性，但要促進這項技術的實際應用，還需要在系統級設計、可擴展性和穩定性方面做出進一步努力。未來，我們的目標是透過探索新的機制和先進材料，不斷提高熱電解冷卻性能。

編譯自/ ScitechDaily