破壞臭氧層的“氟”，如何被人類逐步解決？

說到制冷劑，大家都不陌生，不就是氟利昂嘛。不過制冷劑可不止這么一種，只是其在我們?nèi)粘Ｉ钪休^為常見，所以大家比較熟悉。但是由于氟利昂對于環(huán)境有較大的危害，所以近些年來，制冷劑在不斷地更新，以減少對環(huán)境的危害。

氟如何影響地球的大氣層？

氟利昂大致分為三類，包括氯氟烴類、氫氯氟烴類、氫氟烴類。其中對臭氧層有破壞的是含有氯元素的氟利昂。當這類分子升到距離地面 20公里的平流層高度時，碳氯鍵(C-Cl)就會被強烈紫外線切斷，釋放出活性很強的游離氯原子。這個高度區(qū)域正是臭氧 （O 3 ） 集中的區(qū)域，因此也被稱為臭氧層。游離氯原子可將臭氧分子轉(zhuǎn)變?yōu)檠鯕?（O 2 ） 。在反應(yīng)過程中，氯原子并沒有被消耗掉，而是可以反復(fù)催化這個反應(yīng)，因此一個氯原子可以破壞數(shù)千個臭氧分子。而近地面臭氧層又是我們地球的保護傘，所以這些氟利昂就相當于在破壞我們的保護傘，使得地球裸露在這強烈的紫外線中，就好比下雨天我們沒有了雨傘，我們的身體也必然因此遭受到一些傷害，而后引發(fā)的疾病更是難以預(yù)測的。

正因如此，我們需要對制冷劑進行不斷地改良，從而減少對環(huán)境的危害。當前我們主流運用的是第三代制冷劑，有R32、R125、R134a、R410a等。

有研究顯示，第三代制冷劑在GWP上有著較大幅度的降低（GWP代表著對臭氧層的破壞程度），而第四代制冷劑則是在此基礎(chǔ)之上又有了大幅度地降低，并趨近于無窮小。

因此，第四代制冷劑必然是我們努力的方向。在2022年中國制冷展上，霍尼韋爾攜更環(huán)保、更高效、更安全的低全球變暖潛值（GWP）制冷劑系列產(chǎn)品亮相。實際上，歐美、日本等國家早在15年前就已在研究第四代制冷劑，各個專利早已被發(fā)達國家壟斷，只有另辟蹊徑才能做成自己的第四代制冷劑。

治“氟”的中國方案

中科院合肥物質(zhì)科學研究院固體物理研究所團隊突破“固態(tài)—固態(tài)”相變制冷材料研究的傳統(tǒng)思維，提出“通過靜水壓驅(qū)動液—固相變實現(xiàn)制冷效應(yīng)”（液態(tài)—固態(tài)）創(chuàng)新思想，在正構(gòu)烷烴體系中獲得室溫龐壓卡效應(yīng)，為發(fā)展綠色環(huán)保的新型制冷技術(shù)開辟了新思路。

這一思路運用了物質(zhì)相變時會產(chǎn)生大量的熱量差。在制冷過程中，物質(zhì)相變會產(chǎn)生大量的冷量，從而提高制冷效率，并且材料本身對環(huán)境幾乎不造成危害。運用這種技術(shù)，我們就可以在制冷效果不降低的情況下大大減少制冷劑對環(huán)境的危害。

目前，中國正在開展最后一類ODS含氫氯氟烴(HCFCs)的淘汰和替代工作，并已實現(xiàn)2013年凍結(jié)、2015年削減10%和2020年削減35%的目標，正在向2025年削減67.5%的目標加速邁進。相信在第四代制冷劑的應(yīng)用下，能夠完成到2030年，制冷總體能效提升20%以上的目標，并積極響應(yīng)雙碳目標，為國際環(huán)境貢獻自己的力量。