Barocal 獲 1,000 萬美元融資 推固態加壓製冷技術 有望應用冰箱空調

一間由材料物理學家創立的初創公司，正試圖用全新固態製冷材料改變我們給食物和室內空間降溫的方式，如今它在商業化道路上邁出了關鍵一步。這家公司名為 Barocal，過去七年一直開發一種可以透過施加壓力來吸熱放熱的固態材料，希望以此取代傳統會洩漏並破壞臭氧層、溫室效應的製冷物料。按計劃，這類材料未來有望被應用到冰箱和空調系統中。 據報導，這間初創公司由劍橋大學教職員、材料物理學家 Xavier Moya 創立，近日剛完成一筆 1000 萬美元的融資，用於推進其固態製冷方案的商業化進程。

這筆資金是在此前已從歐洲創新委員會獲得 450 萬美元資助，以及在 TERA-Award 能源解決方案競賽中奪得 100 萬美元獎金的基礎上再度加碼，被認為將顯著加速 Barocal 的技術落地速度。

傳統製冷原理與固態創新

要理解 Barocal 的路線，先要回顧傳統製冷系統的基本原理。目前家用冰箱普遍採用網狀製冷劑在箱體蒸發器盤管中循環，這類製冷劑多為高效溫室氣體。它們在蒸發成氣體時，會從周圍空氣和食物中吸收熱量，從而讓箱內空間降溫。隨後，氣態製冷劑被壓縮機抽入並壓縮，在此過程中氣體被加熱。高溫高壓氣體再流經機背面的盤管，風扇協助其向外界空氣散熱，氣體逐漸冷凝並重新凝結為液體。

再經由節流元件降低壓力後，網狀製冷劑回到蒸發器盤管，整個循環不斷重複完成製冷。 Barocal 的創新在於使用一種廉價的固態製冷材料——塑膠晶體。在靜止狀態下，這種晶體內部的分子可以自由旋轉，此時材料本身能夠吸收熱量，其溫度變化範圍可穩定涵蓋約 50 攝氏度（90 華氏度）。當外界對其施加壓力時，分子旋轉被「按下暫停鍵」，晶體會釋放出先前吸收的熱量。若在這一過程中讓水流經材料並將熱量帶走，再透過散熱器將熱量排向環境，就可以實現從冰箱或空調系統中把熱「搬運」出去。

這一原理被稱為「壓卡效應」（barocaloric effect），也是 Barocal 公司名稱的來源。 借助這種固態壓卡製冷材料，製冷系統不再依賴傳統溫室氣體製冷劑，從根本上消除洩漏時對氣候帶來的巨大負面影響。同時，傳統蒸發壓縮製冷循環效率較高，需要大量電力驅動壓縮機，而固態方案有望提升能效，降低製冷所需能源。值得注意的是，Moya 和他的團隊並非這一方向上的唯一探索者。

包括多個團隊在內的科研力量正試圖利用類似原理開發與石製冷技術，劍橋大學也在 Barocal 成立之前，對相關機制持續研究了長達 15 年之久。例如，有研究團隊提出了基於固態製冷劑的綠色空調方案，希望取代傳統冷媒系統。 如果 Barocal 能在工程和市場層面「穩定落地」，這類固態製冷技術有望在未來實現雙重減排：一方面減輕全球對製冷需求所帶來的用電壓力，另一方面則從源頭消除使用溫室氣體製冷劑的需求。

考慮到未來數十年全球冰箱和空調數量仍將大幅增長，這種替代路徑在減緩氣候變化方面的潛在影響被寄予厚望。 目前，Barocal 正探索將其獨有態質感的固態製冷材料導入商用級暖通空調（HVAC）和製冷系統。除了材料本身的研發，如何把這類「可壓固體」做成一個真正實用的系統，還需要大量工程工作，包括實現系統的小型化、高效能、成本控制以及運作時的低噪音。公司此前透露，已與多家國際企業開展試點合作，目標是在三年內推出首款商用產品。

若進展順利，消費者或許不久將能在日常生活中體驗這種「未來冰箱」的製冷方式。