磁冰箱是一种利用磁热效应制冷的新型冰箱，区别于传统冰箱，它不需要使用气体介质，且效率高达60%以上。
工作原理
磁冰箱的工作原理基于磁热效应。20世纪20年代末，科学家发现某些磁性材料在磁化时会放出热量，而在退磁时会吸收热量。这一过程被称为磁热效应。磁制冷的基本原理是利用磁性材料的磁热效应。磁性材料在等温磁化时会向外界放出热量，在绝热退磁时，温度会降低，并从外界吸取热量。通过对磁性材料进行反复的等温磁化和绝热退磁操作，可以达到降温的效果，从而实现磁制冷。
技术特点
磁冰箱与传统冰箱相比，具有显著的技术优势。传统冰箱通常采用气体压缩循环系统，即通过泵送易液化的氟利昂气体至制冷机内部吸热，随后将其传递至外部。在这个过程中，氟利昂与管壁间的摩擦会导致能量损失，即使是最高效的气体压缩式制冷机，其效率也仅为40%左右。此外，废弃的氟利昂冰箱所释放的氟利昂会对臭氧层造成破坏。相比之下，磁冰箱无需使用气体介质，其效率可达60%以上。新研制的磁冰箱核心部件是一个旋转装置，包含装有钆片的转轮和一块高强度稀土永磁铁。钆是一种特殊金属，置于磁性环境中时温度会上升，脱离磁场后温度会下降，这一现象被称为“磁热效应”。工作时，钆轮经过永磁铁缺口进入磁场，产生巨大磁热效应，导致钆轮升温，系统内的第一根循环管道中的水会带走钆轮产生的热量，使其冷却；当钆轮离开磁场后，其温度会降至低于进入磁场前的水平，此时系统内的第二根循环管道中的水流经钆轮并被冷却，形成制冷源，可用于制冷。美国能源部的冶金专家、爱荷华州立大学教授卡尔·格斯克奈德表示：“我们正在见证历史。”这项新技术不仅不会排放温室气体，还有助于保护环境。此外，由于磁冰箱的制冷系统几乎无声运行，没有明显的震动，因此噪音极小。
应用前景
磁冰箱的应用前景广阔，除了家庭制冷外，还可应用于空调、冷冻和其他商业及家用设备。磁冰箱的研发始于1985年的美国埃姆斯实验室，最初是为了为美国航天公司研制，同时也获得了美国能源部的资金支持。研究人员起初尝试使用超导磁铁进行研究，但在经历了多次失败后，他们转向使用永磁铁，并成功开发出一种名为硅锗钆合金的新材料，其磁制冷效果更高，效率远高于使用纯钆磁制冷材料的产品。
参考资料
冰箱贴.知乎.2024-10-23
磁热效应：磁制冷中的热力学循环综述.磁热效应：磁制冷中的热力学循环综述.2024-10-23
磁热效应材料的研究进展.磁热效应材料的研究进展.2024-10-23