四川
刚刚，一项困扰全球能源界数十年的魔咒被彻底打破——利用看不见摸不着的“声波”，中国科学家成功将低品位的热能“泵”到了惊人的270℃，一举攻克了工业供热领域的“珠穆朗玛峰”！
这不仅是数字的飞跃，更是底层逻辑的重构。近日，中国科学院理化技术研究所罗二仓团队在《自然-能源》、《应用物理快报》和《能源》等国际顶刊上，密集发布了这一改变游戏规则的成果：他们成功研制出全球首台泵热温度超过200℃的电驱动热泵，以及无运动部件、温升惊人的热驱动热泵。在全球竞相寻找替代化石燃料供热方案的今天，中国科学家用一种极其优雅的方式，给出了“满分答卷”。
要在冬天把房间弄暖和，我们有空调（热泵）。但在工业界，事情没那么简单。
造纸、印染、化工、冶金……这些工业巨兽每天都要吞噬海量的热能。据统计，工业供热占了中国热能消耗的40%。然而，目前绝大多数工厂还在简单粗暴地“烧开水”——燃烧煤炭或天然气。
为什么不用热泵？因为传统的蒸汽压缩式热泵（就是你家空调那套原理）太“娇气”了。
一旦工作温度超过160℃，普通的润滑油会碳化，压缩机会过热“罢工”，连常用的制冷剂都会变成环境毒药。所以在200℃以上的温区，热泵技术几乎是一片荒漠。科学家们眼睁睁看着大量的工业余热白白飘散，却无计可施。
直到罗二仓团队换了个思路：既然机械活塞怕热，那我们就用“声音”来干活。
这听起来像魔法，但原理并不复杂：声音本质上是空气的振动，有压缩也有膨胀。有压缩，就有热。
罗二仓团队祭出的“大杀器”，叫热声斯特林技术
他们并不想制造噪音，而是利用高强度的声波在封闭管道内传递能量。这里没有复杂的机械连杆，工质也不再是破坏臭氧层的氟利昂，而是氦气、氮气这些在大自然中随处可见的“老实人”。
但光有热声技术还不够，因为想要突破200℃的物理极限，还有一个致命BUG：压缩机依然怕热。
在传统设计中，产生压力波的组件（压缩机）通常和高温区挨得很近。一旦温度飙升，压缩机内部的材料就会失效。这就好比你想从火山口取暖，但你的铲子还没伸过去就先化了。
怎么破？团队在电驱动双作用自由活塞热泵中，玩了一手漂亮的“移形换影”。
他们创新性地提出了一种“声场调相机制”。
请注意，这是整套系统的灵魂所在。简单来说，科学家们通过精密的声学设计，强行扭转了系统内部声波的“相位”。这一扭，奇迹发生了：系统内的能量传输方向被巧妙地“调包”了。
原本应该承受高温的压缩机，被“骗”到了低温区舒服地待着；而原本的低温部件，则摇身一变承担起了高温供热的任务。
这就是一场工程学上的“太极”，借力打力，四两拨千斤。
结果是震撼的：这台原型机在温差74℃的情况下，依然保持了1.68的性能系数（COP）。如果不考虑温差，它最高能输出214℃的高温。
这是国际上首次有热泵能“活着”闯入200℃以上的禁区。
如果你觉得电驱动还不够科幻，那另一台完全无运动部件的热声热泵，绝对能刷新你的认知。
这台机器里，连一个活塞都没有。它就像一个静静躺着的幽灵，不需要插电。
它“吃”进去的是工厂里原本要扔掉的140℃~300℃的中低品位废热，在管子里转了一圈，利用热能驱动声波，再用声波泵送热量，最后“吐”出来的，是270℃以上的高品质高温热源。
这是什么概念？
这意味着陶瓷厂、冶金厂那些原本被视为“垃圾”的废气废热，现在可以被原地回收，升温增压，再次通过管道送回炉膛。
这不叫变废为宝，这叫“吃干抹净”。
很多人可能还没意识到这项技术的破坏力。
目前的270℃只是一个开始。由于使用的是惰性气体，不受高温分解限制，罗二仓团队已经把目光投向了更远的未来：500℃，800℃，甚至1300℃。
想象一下，未来的化工厂里不再有黑烟滚滚的锅炉，取而代之的是一排排安静的管道，利用核能或太阳能的热量，通过这些“声波搬运工”，源源不断地为重工业提供几百甚至上千度的高温。
正如国际能源署（IEA）所言，中国的选择将深刻影响全球趋势。而在高温工业热泵这条赛道上，中国科学家刚刚按下了“加速键”。
参考文献：
- Emerging opportunities for high-temperature solid-state and gas-cycle heat pumps.Nature Energy(2025). https://doi.org/10.1038/s41560-025-01908-4
- A ultra-high-temperature free-piston thermoacoustic Stirling heat pump capable of achieving above 200°C.Appl. Phys. Lett.(2025). https://doi.org/10.1063/5.0292379
- A heat-driven thermoacoustic heat pump supplying heat up to 270°C.Energy(2025). https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.138325
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