制冷与冷冻需求增长，正在成为全球能源消耗和温室气体减排中不可忽视的一环。
随着气候变暖推高极端高温事件频率，居民与工业对制冷的依赖度持续上升，冷链物流、食品储存、医药冷藏等冷冻场景快速扩张。
与此同时，制冷系统在全球用电结构中占据较大比重，若技术路径不变，其能耗与排放压力将进一步凸显，制冷行业的低碳转型已成为实现气候目标的重要组成部分。
问题在于，当前主流的蒸气压缩制冷系统高度依赖氢氟烃等制冷剂，相关物质普遍具有较高全球变暖潜能值，一旦泄漏将带来显著温室效应风险；另一方面，许多冷冻设备长时间运行，对电力系统的峰值负荷与能源供给提出更高要求。
技术与产业界因此持续寻找无需高温室效应制冷剂、同时具备更高能效潜力的新方案，但长期以来，替代技术往往止步于原理验证或仅能覆盖室内空调等温区，难以跨越到更具挑战性的“零下冷冻”应用。
造成这一瓶颈的原因，一是要获得零下温度并保持稳定换热，需要材料在较低温区仍能发生有效相变并释放、吸收足够潜热；二是装置必须在结构设计与传热介质选择上实现更高效率，否则系统损失会迅速吞噬制冷能力；三是从实验室样机走向工程化设备，还需在运行频率、耐久性、控制策略等方面实现综合平衡。
在这些条件同时满足之前，弹卡制冷很难真正进入冷冻领域的核心应用带。
香港科技大学机械及航空航天工程学系讲座教授孙庆平团队此次公布的装置，在“材料—介质—结构”三方面进行系统设计，推动弹卡冷冻从“可用”迈向“可冷冻”。
据介绍，该装置采用低相变温度合金，并配合传热流体与制冷结构优化，在1赫兹运行频率下实现从约24℃热汇到-12℃冷源的温区跨越，温差达到36℃，实现弹卡制冷领域首次记录到摄氏零度以下的冷源温度。
实验显示，该装置输出的低温流体可将小型隔热腔室内空气温度在60分钟内稳定在-4℃，并在两小时内将20毫升蒸馏水完全冻结，表明其具备完成冷冻任务的能力而非仅停留在降温演示。
从影响看，这一成果的意义不仅在于“达到零下”，更在于为高温室效应制冷剂的替代提供了可验证的新路径。
弹卡制冷利用形状记忆合金在循环应力作用下发生相变，通过潜热释放与吸收实现制冷，过程中无需传统制冷剂，有利于从源头降低制冷剂泄漏带来的气候风险。
若后续在能效、可靠性与成本上持续优化，并实现规模化应用，将为冷冻行业的脱碳提供新的技术选项。
研究团队估算，相关技术若在全球制冷领域广泛推广，年减排潜力可达约3.3亿吨二氧化碳当量，显示出值得关注的减排空间。
从对策角度看，推动这类新技术走向应用，需要科研、产业与政策协同发力：其一，继续加强关键材料与寿命性能研究，围绕低温相变合金的稳定性、疲劳耐受与可制造性开展系统评估，提升长期运行可靠性；其二，面向冷链与工业冷冻场景完善工程化设计，在换热器、流体回路、控制系统与安全标准等方面形成可复制的系统方案；其三，建立与冷冻行业相匹配的测试与评价体系，将能效指标、工况适配、运行噪声和维护成本等纳入综合考量，为规模化应用提供透明依据；其四，鼓励示范项目落地，通过应用端牵引推动供应链成熟，逐步降低系统成本并验证全生命周期减排效果。
展望未来，弹卡冷冻能否形成产业竞争力，关键在于能效潜力兑现与制造成本下降的同步推进。
当前装置已展示在零温差条件下单位质量制冷功率与系统能效的可观水平，但从桌面型样机到实际冷冻设备仍有工程距离，包括扩大制冷量、提升连续运行稳定性、适应多工况环境以及与既有冷冻系统的兼容等。
可以预期，在全球加速削减高温室效应制冷剂、强化能效标准与冷链基础设施升级的背景下，具备“无传统制冷剂、可实现零下冷冻”的技术路线将获得更高关注度，并有望在特定细分场景率先应用。
香港科技大学的这一创新成果充分体现了科技进步在应对全球气候变化中的重要作用。
从基础研究到技术突破，再到应用前景，这项零下弹卡冷冻装置的成功研制为全球制冷业指出了一条绿色、可持续的发展道路。
在碳达峰、碳中和目标的驱动下，类似的绿色技术创新将成为推动能源结构优化升级的重要力量。
我们期待这一技术能够尽快实现产业化，为全球气候治理和可持续发展作出更大贡献。