2001年12月7日，美國埃姆斯實(shí)驗(yàn)室在美國能源部的資助下研制出世界上第一臺在室溫下工作的磁冰箱。磁冰箱的概念形成于6年前，美國、中國、西班牙、荷蘭和加拿大都進(jìn)行了研究，最低制冷溫度已達(dá)-140℃，能量利用率已比傳統(tǒng)冰箱高1/3。其實(shí)早在1918年，科學(xué)家就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有些金屬在磁化時(shí)會變熱，去磁化后又會變冷，人們把這種現(xiàn)象稱為磁熱效應(yīng)。根據(jù)這個(gè)原理，在上世紀(jì)80年代后期，科學(xué)家們就已經(jīng)利用超導(dǎo)磁鐵設(shè)計(jì)出磁冰箱。近日，法國的一家企業(yè)技術(shù)突破，進(jìn)一步的把磁冰箱推向了市場。

英國《每日郵報(bào)》16日報(bào)道，法國一家企業(yè)研制的磁冰箱不插電就能工作。法國冷卻技術(shù)應(yīng)用公司開發(fā)出一種商用磁制冷系統(tǒng)，它無需任何能源，利用一種磁性材料磁化升溫、退磁降溫的特性，以一個(gè)可控磁場實(shí)現(xiàn)材料反復(fù)磁化和退磁，再用乙二醇水當(dāng)作熱量轉(zhuǎn)移介質(zhì)，達(dá)到制冷目的。這家公司說，電冰箱的電制冷系統(tǒng)所消耗電量占全球耗電量的17%，而磁制冷系統(tǒng)的節(jié)能效應(yīng)可觀。此外，磁制冷系統(tǒng)可杜絕傳統(tǒng)冰箱制冷劑一旦泄漏會污染環(huán)境的問題，而且運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的噪音也更低。

磁冰箱不用氟里昂作工作介質(zhì),省去了壓縮機(jī)和渦輪機(jī),工作效率可達(dá)60%以上,遠(yuǎn)高于氣體壓縮式制冷機(jī)(小于40%),且噪音很低;。新研制的磁冰箱的核心是一個(gè)旋轉(zhuǎn)裝置，裝置包括含有金屬釓片的轉(zhuǎn)輪和一塊高磁場強(qiáng)度稀土永磁鐵。釓是一種特殊的金屬，它被置于磁性環(huán)境后溫度升高，當(dāng)磁場被去除后則溫度下降，這一現(xiàn)象被稱為“磁熱效應(yīng)”。工作時(shí)，釓輪通過永磁鐵缺口進(jìn)入磁場后出現(xiàn)巨大的磁熱效應(yīng)，由此導(dǎo)致釓輪升溫，系統(tǒng)內(nèi)第一條循環(huán)管道的水將釓輪溫度升高獲得的熱量帶走以使釓輪冷卻;當(dāng)釓輪離開磁場后，釓輪溫度就會下降到比它進(jìn)入磁場前還要低的溫度，此時(shí)系統(tǒng)內(nèi)第二條循環(huán)管道的水通過釓輪并被釓輪冷卻，被冷卻的水成為制冷源，可用于制冷。

專家稱，這一新的科研成果將改變傳統(tǒng)的冰箱制冷系統(tǒng)，不再排放使地球變暖的氣體，對于環(huán)境保護(hù)具有重要意義。與此同時(shí)，它的制冷系統(tǒng)在工作時(shí)幾乎沒有聲音，因?yàn)樗鼪]有什么振動。未來，這種磁冷卻技術(shù)今后將廣泛用于空調(diào)、冷凍和其它商用和家用設(shè)備。

磁冰箱的原理

磁冰箱是根據(jù)磁熱效應(yīng)的原理制成的。稀土元素釓(Gd)是一種具有巨磁熱效應(yīng)的金屬,在等溫磁化時(shí)向外界放出熱量,在絕熱去磁時(shí)溫度降低,因而可從外界吸取熱量,達(dá)到制冷目的。為了完成制冷循環(huán)過程,可先在高溫環(huán)境中對工質(zhì)施加外磁場,并等溫地實(shí)現(xiàn)伴隨著熵減少而進(jìn)行的放熱過程;然后在低溫下撤去外磁場,讓工質(zhì)進(jìn)行等溫吸熱,最后在這兩個(gè)過程之間用適當(dāng)?shù)倪^程加以連接,就可完成制冷操作。用不同種類的過程連接上述兩個(gè)過程可以得到不同的磁制冷循環(huán),如磁卡諾循環(huán)、磁斯特林循環(huán)、磁埃里克森循環(huán)以及磁布雷頓循環(huán)等。