近日，建筑工程学院覃英宏教授团队从液体对流冷却多年冻土着手，研发出一种用于冷却多年冻土的风力驱动装置。该研究成果以“Wind-driven device for cooling permafrost”（风力驱动冷却多年冻土装置）为题，发表于Nature Communications（《自然·通讯》），覃英宏教授为第一作者，广西民族大学为第一完成单位，此次是广西民族大学作为第一完成单位在Nature Communications首次发表研究成果。
图1 成果发表于Nature Communications（《自然·通讯》）
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-43375-z
面对全球气候变暖和人为热扰动的挑战，由于被动冷却技术的局限性，当前难以提高冷却冻土的强度以维持多年冻土地基处于冻结状态。为解决这一痛点，覃英宏教授团队设计了一种风力驱动的液流循环冷却装置。该装置由风力采集装置、带有相变材料的机械离合器和流体循环热交换器组成，具有“自动储冷、摒弃热能”的单向液流循环制冷的热二极管功能。未来，该风力驱动冷却装置可在路基、桩基、机场和输油管道等基础设施中发挥作用，将冷却冻土方式从低效的气冷冻土变为高效的液冷冻土。
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图2 一种用于冷却多年冻土层的风力驱动冷却装置。a: 通过酒精将溶液的冰点温度降至零以下一定程度; b-e: 在温暖的天气下，设备会休眠; f–i: 收集风来驱动冷却剂在多年冻土层和外部空气之间循环 | 图3 该设备的不同应用场景。a–c使用霍尔效应传感器远程检测管内冷却剂循环; 设备应用包括: d、e道路路堤、f桩基、g机场基地和h管道基础设施 |
Qin, Y., Wang, T. & Yuan, W. Wind-driven device for cooling permafrost. Nat Commun 14, 7558 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-43375-z
