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摘 要：日本的研究团队通过在磁场恒定的超导磁铁中取出或放入磁体来改变磁场，同时抑制发热，并通过改良磁体形状等，成功实现了在超低温度下稳定运行的AMRR循环，并在世界上首次通过AMRR成功实现了氢的液化。
关键字：磁制冷、氢液化、主动蓄冷式磁制冷（AMRR）、创新型氢液化系统、制氢成本
氢作为防止全球变暖的脱碳能源备受期待。日本在发表了碳中和宣言后，经济产业省于2020年12月制定了“绿色成长战略”，其中氢被列为最重要项目之一，并提出以下目标：在氢气供给方面，到2030年，由目前的200吨提高到300万吨，到2050年提高到2000万吨；在氢气降本方面，到2030年，由目前的100日元（约5.07元）/m3降低至30日元（约1.52元）/m3，到2050年降低至20日元（约1.01元）/m3。
目前，正在探讨将氢转化成体积小、易处理的“氢载体”，包括液氢、氨、甲基环己烷等，因为这些物质可以作为氢能到达消费者的流通渠道（供应链）。其中，液氢可以将氢气压缩到1/800的体积，无需提纯即可使用，但与其他能源载体相比，液氢成本较高。
通常，将氢气压缩成液体时，必须在1个大气压下将其冷却到约20K（-253℃）的超低温度，相应地会消耗大量电力。目前采用的气体制冷机是利用气体的压缩和膨胀来冷却氢气使其液化，但这种方法所能达到的液化效率（用于液化氢气的电量占总消耗电量之比）最大为25%左右，氢液化成本占到氢供应价格的三分之一。因此，液氢供应链的确立需要能够大幅提高液化效率并降低液化成本的新冷却技术。
磁制冷是可以大幅提高氢液化效率的方法之一。磁制冷的原理如图1所示，对磁体施加磁场（励磁）后，磁体原子的磁矩（小磁铁的方向）方向一致，磁体放热，使周围气体温度升高；将这些热量排出后，如果从磁体上去除磁场（消磁），磁矩方向变得杂乱无章，磁体吸热，使周围气体温度降低。这种制冷方法利用了磁体的“磁热效应”。
