日前,由重点实验室提交的“热声技术在太阳能发电和低温制冷领域的应用”项目在2010年11月在上海举行的中国国际工业博览会上获得创新奖,是中科院系统参展项目中唯一获得创新奖的项目。
热声技术是利用热与声之间相互转换的热声效应来工作的,是能源和制冷领域内的一项革命性的新技术,具有高效率、环境友好、高度的可靠性和低成本特性以及高度的适应性和广泛的应用领域等突出优点。热声效应可分为两类:一是“热致声效应”,基于该效应可以做成热声发动机和热声发电机,其应用包括太阳能发电、生物质发电、余热发电等;二是“声致冷效应”,基于该效应可以做成热声制冷机和热声热泵,其应用包括冰箱、空调、天然气液化、氢液化等。
中国科学院低温工程学重点实验室是国内最早开展热声技术研究的单位,在中科院方向性项目和国家基金委项目的支持下,在热声太阳能发电技术和低温热声制冷技术获得了若干重大突破。罗二仓研究员领导的热声研究小组,一直从事热声技术的理论和应用研究,先后于2004年和2006年在国际上首次实现高效热声发动机和热声驱动双级脉管突破液氮温度和液氢温度,这为天然气液化、氢液化工程、超导工程、太阳能热声发电等应用奠定基础。其中,“热声制冷关键技术研究”获得2006-2007年度中国物理学会胡刚复实验物理奖(两年一次)。2007年,又成功研制出百瓦级的行波热声发电机原理样机,成为国际上率先研制出行波热声发电原理样机的两个单位之一,该成果入选2006年中国十大基础研究新闻30项候选新闻之一。
为实现热声技术成果的产业化,重点实验室与深圳中科力函热声技术工程研究中心有限责任公司合作开展应用研究和产业化,并取得了一系列重要进展。目前,合作开发的1kWe太阳能热声发点整机系统已研制成功,应用我所热声技术合作研发的80K温区10W和20W级冷量的制冷机的热效率指标处于国际一流水平。