供冷供熱約占全球終端能源消耗的50%，預(yù)計(jì)在未來(lái)十年將保持快速增長(zhǎng)。目前大部分熱能供應(yīng)來(lái)自化石燃料，貢獻(xiàn)了大量二氧化碳排放。因此，在雙碳目標(biāo)的迫切需求下，發(fā)展低碳供冷供熱技術(shù)具有重要意義。區(qū)別于電力驅(qū)動(dòng)的制冷制熱解決方案，吸附式制冷/熱泵可以利用太陽(yáng)能、地?zé)崮�、低溫廢熱等低品位熱能進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，是一種具有潛力的低碳供冷供熱技術(shù)，而開(kāi)發(fā)高效穩(wěn)定的吸附材料是吸附式制冷/熱泵應(yīng)用的決定性因素。

針對(duì)傳統(tǒng)硅膠和活性炭吸附性能差、新興金屬有機(jī)框架(MOFs)材料成本高和難以規(guī)模生產(chǎn)的問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所傳熱傳質(zhì)中心研制出性能優(yōu)良且具有產(chǎn)業(yè)化潛力的SFO型磷酸鋁分子篩材料。詳細(xì)測(cè)試表征分析表明，SFO型磷酸鋁為20-120 nm厚的片狀形貌，具有優(yōu)異的水熱穩(wěn)定性，在沸水中浸泡24小時(shí)仍保持其結(jié)晶度、骨架結(jié)構(gòu)及微孔率。S形水吸附等溫線表明其具有適宜的親水性和極低的吸附焓。此外，該材料在63 °C的超低驅(qū)動(dòng)溫度下表現(xiàn)出優(yōu)異的制冷性能系數(shù)COPc = 0.85，為目前國(guó)內(nèi)外已有報(bào)道的最高值。熱泵條件下，該材料在82 °C的驅(qū)動(dòng)溫度下性能系數(shù)可達(dá)COPH = 1.75。SFO型磷酸鋁還顯示了較快的吸脫附動(dòng)力學(xué)性能，在5 °C蒸發(fā)溫度與 65 °C脫附溫度工況下，單位質(zhì)量制冷能力可達(dá)到SCP80% = 1.1 kW kg-1，超過(guò)了商用吸附劑和現(xiàn)有的MOFs，并且原材料成本更低。

相關(guān)研究成果以Ultralow-temperature-driven water-based sorption refrigeration enabled by low-cost zeolite-like porous aluminophosphates為題，發(fā)表在Nature Communications上。研究工作得到上海交通大學(xué)科研人員的支持，并獲得國(guó)家自然科學(xué)重點(diǎn)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等的資助。

(關(guān)鍵字：制冷)