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北京大學稀土材料化學及應用國家重點試驗室主任嚴純華博導教授 2005年12月22日 16:08

　　炎炎夏季，人們自然會想起帶來習習涼風和舒適環境的空調；喝一杯從冰箱裏拿出的沁人心脾的飲料也會令人心曠神怡。這一切都是製冷技術帶給人類的巨大福音。在現代製冷技術飛速發展的過程中，製冷劑的發明與發展起著至關重要的作用。

　　當前工業製冷劑大約有30多種。常用的有氨（Ammonia）和氟里昂（Freone）。先說氨，它使用較早，廣泛地用於冷藏、冷庫等大型製冷設備中，其主要優點是單位容積產冷量大、成本低、不與金屬及冷藏油反應，熱穩定性好，但也有毒性大、腐蝕有機配件的明顯缺點。其次是氟里昂，這是飽和碳氫化合物鹵族衍生物的總稱，其中氟代烷烴寫作FC，含氯氟代烷烴寫作CFC，含氫寫作HFC，兩者都有的寫作HCFC。商用氟里昂的編號按規則從左至右第一個是碳原子數減一；第二個是氫原子數加一；第三個是氟原子數，氯原子不編號，如果還含有溴原子，先按上述原則編號，再加上字母B和溴原子的數目。按照這種原則，CBrF₃就寫作FC-13B1。氟里昂的應用比氨晚60餘年，但它一問世就以其無毒無臭、不燃不爆、穩定性好、對設備有良好的潤滑作用而成為製冷工業的明星，CFC-12更是廣泛用於冰箱生產中，其他如CFC-11、HCFC-22、HCFC-113、HCFC-114也都有廣泛應用。

　　但是，氟里昂有其致命的缺點，它是一種“溫室效應氣體”，溫室效應值比二氧化碳大1700倍，更危險的是它會破壞大氣層中的臭氧。80年代，美國加州兩位學者率先指出，CFCs（氟氯烴）在紫外線的作用下放出氯原子，氯原子與臭氧發生自由基鏈反應，一個氯原子就可以消耗上萬個臭氧分子，從而影響臭氧分子250—320納米紫外線的吸收，使過量的紫外線到達地球表面，直接影響到人類和其他生物的生存。特別需要指出的是，CFCs的化學性質非常穩定，排放的CFCs可以穩定地到達平流層並在其中停留40—150年，對臭氧層造成長久的破壞。由於氟里昂對臭氧層的破壞，科學家甚至地球兩極的上空發現臭氧空洞。所以，1990年蒙特利爾協議規定，到本世紀末世界各國要停止氟里昂的生產和排放。現在各國都在尋找氟里昂的替代產品，這些產品因符合環保要求而被稱作“綠色製冷劑”。要找到既符合環保要求又具有實際使用性能的替代產品是一件很困難的事情，目前可能的產品有CFC-22、HFC-134a、HFC-152a等。

　　此外，科研人員還發展了各種替代技術，包括磁致冷和吸附致冷。磁致冷又叫“順磁鹽絕熱致冷”。順磁鹽中包含鐵或稀土元素，其3d、4f 層電子未充滿，因此具有磁性，在勵磁和退磁過程中會吸熱或放熱，利用這種性質發展的製冷技術具有製冷效率高、成本低、結構簡單等優點，最誘人之處在於它不污染環境，因此很有發展前景。比如以硝酸鎂鈰為致冷劑的磁致冷機降溫可接近OK。吸附致冷是利用吸附—脫附時吸熱或放熱的性質製冷，常用的製冷劑體系包括金屬氫化物—氫、沸石分子篩—H₂O、活性炭—氮氣、氧化鐠（氧化鈰）—氧化體系等。新的製冷技術充分考慮到製冷劑和環境的可容性以及可持續發展的要求，被形象地稱為“綠色製冷”，是今後製冷技術發展的一大趨勢，應該成為我為製冷工業抓住機遇、迎接挑戰的主流。