图 （a）非互易传热原理图；（b）使用非互易传热单元的制冷系统结构示意图；（c）非互易传热单元控制制冷系统工作的原理；（d）弹卡单元与驱动系统组装图；（e）Brayton循环下弹卡冷却系统的工作循环步骤；（f）制冷过程中，热沉和热源的温度随时间的变化
在国家自然科学基金项目（批准号：52250191）资助下，南方科技大学李保文院士团队在全固态弹卡制冷器件研究方面取得进展，相关研究成果以“基于非互易传热的可持续全固态弹卡制冷（Sustainable all-solid elastocaloric cooler enabled by non-reciprocal heat transfer）” 为题于2025年4月28日在线发表在《自然可持续性》（Nature Sustainability）杂志上。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41893-025-01552-6。
非互易传热是指非对称的热输运行为——即热流只能沿着材料/器件的某一方向进行输运，当温度梯度反向后，热流输运将被阻止。非互易传热有时也被称为热二极管效应。但是在多物理场耦合体系里面如何利用非互易传热还有待探讨和研究。
对此，研究团队提出将非互易传热用来实现卡路里制冷循环，该制冷系统可在不使用传统流体部件或机械分离单元的条件下，将热量从低温热源泵送到高温热沉，以实现全固态制冷循环。团队搭建了相应的全固态制冷器件，采用Brayton循环，并测试了该制冷器件的性能表现。结果表明，在无热负载的条件下，该弹卡制冷器件的最大制冷温跨ΔTspan为4.3 K，在接近零温跨条件下，可输出的最大制冷功率为174.8 mW，对应的制冷热流密度为242.8 mW/cm2。此外，引入非互易传热单元大大减少了全固态弹卡制冷器的尺寸，为未来的器件小型化和集成化指明了方向。该研究结果表明非互易传热在固态制冷技术（包括热电制冷）领域具有较大的应用潜力。