Qurie 研發無冷媒固態製冷：電卡熱泵會否取代壓縮機？

電卡效應製冷是什麼？

Qurie 的核心技術建立在 電卡效應（electrocaloric effect） 上。

簡單講，某些材料在電場變化時會出現溫度變化：

• 當電場施加時，材料內部的電偶極子會排列，材料會 升溫。
• 當電場移除時，排列減弱，材料會 降溫，甚至低於原本溫度。

如果把這個過程持續循環，再把熱量在「熱端」與「冷端」之間轉移，就可以構成一個 熱泵或製冷系統。

同傳統 HVAC 相比，呢種方法有幾個根本不同：

• 製冷來自 電場驅動材料，而唔係壓縮冷媒
• 系統可以做成 固態結構，活動部件更少
• 熱量傳輸可使用 水等無害流體，唔需要高全球暖化潛能的冷媒。

Fraunhofer 的 ElKaWe 旗艦研究項目 已經建立咗多個電卡熱泵原型，並研發出新材料同系統設計，證明技術具有實際應用潛力。

Fraunhofer 研究如何推動這項技術

Qurie 的技術背景與 Fraunhofer IPM（物理量測技術研究所）密切相關。

該研究團隊長期研究所謂 caloric cooling（卡洛里製冷） 系統，包括：

• 電卡效應（electrocaloric）
• 磁卡效應（magnetocaloric）
• 彈卡效應（elastocaloric）

這些系統都可以在 不使用有害冷媒 的情況下運作。

研究亦集中在另一個關鍵：高效熱傳設計。例如透過類似脈動熱管（pulsating heat pipe）的概念，提升熱量由材料傳到系統外部的效率。

對固態製冷而言，熱傳效率直接決定實際冷卻能力，因此是商業化的重要環節。

最可能先落地的應用市場

電卡製冷仍然屬於新興技術，但研究團隊已經指出幾個潛在市場：

• 建築物供暖與冷氣系統
• 家用與工業雪櫃
• 汽車冷氣系統（包括電動車）

這些應用有兩個共同點：

1. 冷卻需求龐大
2. 行業正面臨減少高污染冷媒的壓力

對初創公司而言，最初商業化通常會選擇 體積小、噪音低或效率優勢特別明顯 的場景，例如電動車空調或特定設備冷卻。

深科技投資者為何押注這類技術

固態製冷屬於典型 deep‑tech（深科技）：涉及材料科學、熱管理與系統工程，需要多年研發才能走向市場。

因此不少德國科技轉移基金與早期投資者會參與支持，例如：

• High‑Tech Gründerfonds（HTGF）：歐洲最活躍的早期高科技投資機構之一，專門投資科研衍生初創。
• TT49 技術轉移基金：支持從研究機構誕生的深科技公司，協助它們渡過長研發周期。

這些資金通常會用於：

• 技術驗證與原型開發
• 工程化與製造設計
• 將實驗室成果轉為可量產產品

HVAC 技術未來可能的大轉變

全球能源消耗中，供暖與製冷佔相當大的比例。因此提升效率對能源轉型至關重要。

目前熱泵已被視為低碳建築的重要技術，而 固態製冷 則被看作下一代潛在方案。

電卡系統若能成功商業化，可能帶來幾個改變：

• 無冷媒製冷
• 更少機械部件
• 更安靜、更緊湊的系統

技術仍處於發展階段，但材料科學與熱管理研究近年進展迅速。若像 Qurie 這類初創能把研究原型轉化為可量產設備，未來十年 HVAC 行業或許會迎來一次真正的技術換代。