室温環境で20秒以内に30度も温度を低下させられる新たな冷却原理「溶解圧熱量効果」を中国の研究者が発見

中国科学院金属研究所や北京高圧科学研究センター、西安交通大学などの研究チームが、従来の冷媒よりもはるかに効率が高い一方で環境に優しい、水とチオシアン酸アンモニウムを用いた新しい冷却原理を発見しました。チームはこの原理を「溶解圧熱量効果」と命名しています。

金属所等发现溶解压卡效应----中国科学院金属研究所
http://www.imr.cas.cn/xwzx/kydt/202601/t20260121_8115102.html

Extreme barocaloric effect at dissolution | Nature
https://www.nature.com/articles/s41586-025-10013-1

Frost in 20 seconds: can this supercooling tech give China an edge in AI race? | South China Morning Post
https://www.scmp.com/news/china/science/article/3341756/frost-20-seconds-can-supercooling-tech-give-china-edge-ai-race

Chinese researchers discover new salty cooling solution that can drop temperatures by more than 50 degrees Celsius in seconds — depressurizing saturated fluid triggers massive amounts of heat transfer | Tom's Hardware
https://www.tomshardware.com/pc-components/liquid-cooling/chinese-researchers-discover-new-salty-cooling-solution-that-can-drop-temperatures-by-more-than-50-degrees-celsius-in-seconds-depressurizing-saturated-fluid-triggers-massive-amounts-of-heat-transfer

現代人類の文明社会で「冷凍」は重要な基礎技術の1つであり、日常生活でも大きな位置を占めています。主流なのは19世紀に生まれた、気化した冷媒を圧縮して液化し、気化熱で熱を奪うというサイクルを循環させる「蒸気圧縮冷凍」です。

冷凍技術にまつわる産業は中国ではGDPのおよそ2％に貢献していますが、一方で消費電力は全体の20％、二酸化炭素排出量も7.8％に上っており、省エネと二酸化炭素排出量の削減の両立を目指して、学術界と産業界が協力して固体相転移冷却技術材料の開発に力を入れています。

固体冷却は気体排出の問題は解決しますが、熱伝導に難があり、大電力での応用に制約があります。

中国科学院金属研究所などの共同チームが発見した原理は、この「低炭素排出」「大量冷凍」「高熱交換効率」という3つの課題を同時に攻略可能なものとして期待されています。

研究チームが用いたのは「チオシアン酸アンモニウム」(NH₄SCN)の水溶液に圧力をかけたものです。チオシアン酸アンモニウム溶液は加圧すると塩が析出して放熱し、減圧後、塩が迅速に溶解して急速に吸熱します。

室温環境で実験したところ、溶液の温度は20度から30度近く下がったとのこと。環境が高温になるほど温度の低下幅は大きくなり、既知の固体相転移材料の性質をはるかに上回ったとのこと。研究チームはこの原理を「溶解圧熱量効果」と名付けています。

研究チームによると、加圧・昇温→放熱→減圧・降温→冷却という4ステップからなる1サイクルで67ジュールの熱量を吸収でき、理論効率は77％に達するとのこと。

研究は国家自然科学基金や中国科学院フロンティア科学重点研究計画プロジェクトなどの助成を受けているほか、SPring-8も助けになったとのことです。