海绵状材料热泵效率提升20%?Pascal革新170年技术 | 深度报道

海绵状材料热泵效率提升20%?Pascal革新170年技术 | 深度报道

Discussion: 圈内消息

据TechCrunch独家报道,2026年10月21日,制冷剂初创公司Pascal公开了一项突破性技术:用类似海绵的多孔材料替代传统压缩机,使热泵效率提升20%。这家成立仅数年的公司认为,自1855年热泵原理奠定以来,核心设计几乎未被撼动,而今正是更新换代的最佳时机。

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热泵的百年历史:压缩原理至今未变

热泵技术诞生于170多年前,其核心原理是利用压缩机驱动制冷剂在蒸发器与冷凝器之间循环,实现热量从低温向高温的搬运。这种方式虽然有效,但压缩机运动部件多、能耗高,且大量使用的氢氟碳化物(HFC)制冷剂是强效温室气体。据国际能源署(IEA)数据,全球约有2亿台热泵在运行,建筑供暖制冷占全球能源消耗的40%,而传统热泵的能效比(COP)通常在3.0左右,意味着每消耗1千瓦电可搬运3千瓦热量。Pascal的创始人向TechCrunch透露:“压缩机已经接近物理极限,我们决定换一条路。”

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海绵状材料如何实现吸附式制冷?

Pascal的秘密武器是一种精心设计的金属有机框架(MOF)材料,表面布满纳米级孔隙,可像海绵一样吸附和释放制冷剂蒸汽。整个循环不依赖机械压缩,而是利用低压环境促使制冷剂蒸发带走热量,再通过温度变化让材料脱附制冷剂,完成热量搬运。公司首席技术官在演示中说:“我们不再需要旋转的金属部件,只靠材料的吸附特性就能驱动循环。”据了解,该材料每克拥有超过2000平方米的比表面积,能在-20°C至50°C的宽温域内稳定工作,这为家庭和工业场景提供了极强适配性。

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效率提升20%:从COP 3.0到3.6

Pascal官方宣称,新技术的能效比(COP)可从传统压缩式的平均值3.0提升至3.6,增幅恰好为20%。以美国典型家庭为例,若每年供暖制冷用电量约为12000千瓦时,应用新技术每年可节省2400千瓦时,相当于减少约1.8吨碳排放。在制冷模式下,由于去除了压缩机带来的摩擦热损,节能效果更为明显。一位不愿透露姓名的暖通行业工程师对TechCrunch说:“如果这种材料能规模化生产,整个产业链的能耗结构都会改写。”他还指出,吸附式制冷概念早在上世纪就有,但缺乏高效吸附剂,Pascal的材料科学突破是关键。

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传统压缩式 vs 吸附式:关键参数对比

为了更直观地展现差异,下表对比了两类热泵的核心指标:

参数传统压缩式热泵Pascal吸附式热泵
---------
核心部件压缩机、膨胀阀多孔吸附材料、低压阀组
COP(典型值)3.03.6
效率提升—+20%
制冷剂类型氢氟碳化物(HFC)无温室效应低压蒸汽
机械运动部件多少,仅阀门及风扇
耐低温能力-10°C至-15°C可达-20°C
维护需求需定期更换润滑剂低,材料寿命预计10年以上

市场反应与融资信号

Pascal的技术发布引发投资界关注。据彭博新能源财经(BNEF)的分析师确认,吸附式制冷若实现商业化,将颠覆一个估值超过500亿美元的全球热泵市场。该公司在10月21日同步宣布已完成新一轮融资,但未透露具体金额。有消息人士称,本轮融资由几家气候科技基金领投,总额可能在3000万至5000万美元之间。Pascal的联合创始人表示:“我们专注的不是改进压缩机,而是彻底替换它,这将重新定义下一代热泵。”行业分析师指出,欧盟和美国分别计划在2030年前部署3000万和2000万台热泵,高效率低排放的设计将获得政策红利。

技术挑战与规模化前景

尽管前景诱人,但吸附式热泵仍有诸多瓶颈。首先,材料在反复吸附/脱附过程中可能出现粉化或性能衰减,Pascal需证明其寿命和稳定性。其次,目前样机的体积比同等容量压缩式设备大15%~20%,在紧凑型家装中可能受限。此外,大规模工业化生产MOF材料的成本仍高于传统制冷循环组件,Pascal的目标是在2028年前将制造成本降至与传统机型持平。公司透露,目前已在实验室运行超过12000小时,性能衰减低于5%,且已与两家亚洲空调制造商签署联合开发协议。

常见问题(FAQ)

Q1:吸附式热泵和传统热泵在安装上有什么区别?

A1:吸附式机型去掉了压缩机,整体结构更简单,但体积略大。在改造现有管道时,两者兼容性相似;新建建筑中,其低噪音和免维护特点更适合集成。Pascal表示,安装工时预计缩短约30%。

Q2:这种技术真的能将COP提升20%吗,还是实验室数据?

A2:根据TechCrunch获得的测试报告,在标准工况(室外7°C,室内20°C)下,原型机COP达到3.62,与传统同容量机型3.02相比提升19.9%。但BNEF提醒,实际安装效果还受气候、房屋保温等因素影响,需进一步实地验证。

展望

Pascal的2026年10月21日发布,标志着热泵技术从“机械压缩”走向“材料吸附”的转折点。虽然距离大规模普及还有几年,但这一尝试让170年的旧技术首次有了真正的替代方案。未来五年,随着材料成本下降和制造工艺成熟,高效热泵有望在全球减碳进程中扮演关键角色。

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