News / In Focus

固態冷媒、巨大壓熱效應
本中心用戶島川祐一教授與本中心許火順研究員、莊裕鈞博士共同合作的國際研究成果榮登《先進功能材料》期刊內頁封面
2021/07/16
島川祐一教授、許火順研究員、莊裕鈞博士等人使用中心台灣光子源進行熱能材料研究成果榮登《先進功能材料》期刊內頁封面。
       全球每年耗在冷凍的能源超過25-30%，多數使用氣體壓縮冷媒，氣態冷媒對環境造成重大汙染，甚至是臭氧層的破洞。本中心用戶島川祐一教授（日本京都大學化學研究所）研究團隊開發出一種具有巨大壓熱效應的新穎材料，NdCu3Fe4O12，可以做為新型固態冷媒。只要5.1千巴的壓力就可以產生13.7度的溫差。此研究成果不但發表在頂尖期刊 《先進功能材料》（Advanced Functional Materials），獲選為封面內頁，並且被日本《日刊工業新聞》（3 月 25 日）和《科學新聞》（4 月 16 日）引用報導，足見其潛在的工業應用價值。

       NdCu3Fe4O12是一種四元鈣鈦礦結構的固態氧化物，此材料的晶格間隙(A site) 規則排列，此有序排列具有一階電荷轉移變化，電荷轉移又伴隨產生不尋常的磁序排列，相變化溫度大幅跨越室溫，產生巨大的負熱膨脹係數，也就是熱縮冷脹。因此可以利用加壓來控制此種電荷與磁序的改變所產生的高熵變化。總之，他是一種對環境友善的優良固態冷媒。島川教授聯合日本磁性粉末冶金研究中心、日本高能加速器研究機構（KEK）、台大凝態中心以及本中心許火順研究員、莊裕鈞博士針對此材料進行深入研究，並使用台灣光子源TPS 09A粉末繞射研究變溫晶體結構相變化。