磁性空调:一种保持凉爽的高科技方式

经过:贝丝·布林德尔

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磁气空调是否会在将来冷却我们的房屋?
Lisa F. Young/©istockphoto.com

随着地球的平均温度持续升高,我们已经在温暖的气候中的那些温度越来越多,可能会发现自己越来越想提高空调。但是传统空调是巨大的能源消费者:根据美国能源部的说法,住宅空调占美国所有家庭用电的16%。

在不太遥远的未来的一天,磁性空调可以帮助我们将房屋保持在内部凉爽,而不会使室外温度更热。传统的空调通过更改液体制冷剂到气体(在此过程中吸收来自外部空气的热量),然后压缩并冷却气体以将其转换回液体。磁性空调采用完全不同的冷却方法,使用磁铁代替压缩机和制冷剂冷却周围的空气。

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磁电效应

磁的空调基于一种称为磁化效应的现象。磁性材料当它们暴露于磁场时加热,然后在去除场时冷却。1881年,一位名叫埃米尔·沃堡(Emil Warburg)的德国物理学家在铁样品中首先观察到磁电效应,但温度的变化对于任何实际应用而言太小。然而,近年来,单独的研究人员产生了磁世金属合金,这些金属合金在室温下产生明显更大的磁世效应。

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磁性空调将如何工作?

磁的空调通过快速并反复将磁化材料暴露于磁场来冷却空气。在由美国宇航公司与美国Doe's Ames(Iowa)实验室合作设计的原型中磁铁。当圆盘旋转时,gadolinium合金会加热,然后在田野中的间隙穿过缝隙时冷却,冷却周围的水。

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环保技术

在磁性空调中,合金充当“制冷剂”,而普通的旧水则提供了传热,从而消除了对绝对不友好的氢氯氟烷(HCFC)的需求传统的空调。虽然最早的磁电合金要么有毒或过于昂贵,但最新的磁电材料具有成本效益和环境安全。

磁性空调确实需要,但是预计包含磁联合金的磁盘的电动机比运行传统空调所需的压缩机要高得多。根据2011年《科学美国人》(Scientific American)的一篇文章,宇航员希望到2013年拥有一个原型,该原型仅使用三分之二的电力,与传统的空调一样多,以提供相同数量的冷却。

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您的未来是否有磁性空调?

除了上述研究人员(宇航员和DOE)外,世界各地的几家私人公司,大学和政府机构正在探索磁的用于工业和国内应用的冷却技术空调,制冷和气候控制。

丹麦技术大学的全国可持续能源实验室运行了自己的“ MAGCOOL”项目,而宾夕法尼亚州立大学和其他美国大学的研究则提高了对磁笼原理的理解,帮助我们了解了为什么一种材料比另一个材料更有效地冷却。2009年,巴斯夫和三角洲电子产品宣布了一项公司合作伙伴关系,以开发新的磁源冷却系统,并“探索磁电发电的机会”。但是,尽管我们很乐意在当今的新技术上进行这项新技术,但磁性空调的商业可用性仍然至少有几年的路程,第一种用途很可能是工业而不是住宅。

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特色

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