一套近零能耗冷卻系統已可投入商業使用

從人工智能（AI）到串流媒體應用，一切都依賴數據驅動，而這背後是規模龐大的數據中心——它們的能耗約佔全球總能耗的 3%。到 2028 年，數據中心的電力需求可能達到 130 吉瓦，這一數值相當於 130 座大型核電站的總發電量。在這些能耗中，有近 40% 僅用於為電腦及相關設備降溫。因此，提升降溫效率將為行業發展與環境保護帶來雙重的顯著效益。

由於伺服器和網路設備密集，數據中心會產生大量熱量。高效冷卻對於預防設備過熱、硬體故障和停機等問題至關重要。空調、高架通風地板等傳統冷卻方式耗用大量能源而且成本高昂，而蒸發降溫等其他方式的效能則受氣候影響。

王鑽開教授提出了更佳解決方案。他創新研發的「高效節能液冷系統（ELCS）」，能為數據中心實現超高效、低能耗冷卻，且可在下一代綠色數據中心設計中發揮重要作用。

克服世紀難題

ELCS 是王教授致力於應對萊頓弗羅斯特效應的成果。自 1756 年以來，萊頓弗羅斯特效應帶來的難題始終無人攻克——這一物理現象指的是，滾燙表面上的水珠下方會形成一層蒸汽墊，這層蒸汽墊會減少熱傳遞，導致水珠無法蒸發。為解決這一問題，王教授研發出 「結構化熱裝甲」，這是一種多紋理材料，可破壞蒸汽層，從而在高溫環境下實現更高效的液面接觸。

他還設計出一種兼具超疏水（防水）與超芯吸（吸水）特性的混合表面。這些微觀結構借助表面張力和毛細管作用，引導水滴快速移動並蒸發。其中，超芯吸區域會將水吸附到發熱區域以實現高效冷卻，超疏水區域則能控制水流並防止積水。這種設計最大限度提升了液滴接觸與蒸發效率，顯著優化了 中央處理器和圖形處理器等發熱元件等發熱元件的熱傳遞效果。

ELCS 通過結構化熱裝甲與混合表面，最大限度利用液體散熱，即使在極高溫度下也能保持高效降溫。該系統可實現超高效的蒸發和冷凝循環，冷卻劑被吸入熱點，在蒸發時吸收熱量，隨後冷凝回液態供循環使用。與傳統方式相比，這一循環不僅能耗極低，還能應對更高的熱負荷。

為數據中心有效降溫

ELCS 可以減少對耗能空調或液體泵的依賴，進而實現更快、更高效的降溫，同時提升伺服器密度、降低整體能耗。與傳統蒸發冷卻相比，它用水量更少，且不易結垢或堆積礦物質。此外，ELCS 還融合了人工智能與物聯網技術，可即時監控並優化自身性能。

同時，該系統採用先進製造技術實現規模化生產，讓液冷技術更安全、更高效、更具可持續性。數據中心得以在提升運行性能的同時，減少對環境的影響。

從成本角度看，ELCS 的初始投入略高於傳統冷卻方式，但它帶來的回報具有變革性。

王教授表示，ELCS 可降低

40%-50%

的冷卻能耗，每個機架每年可節省成本高達

79 萬港元

創新技術走向市場

在香港特別行政區政府創新科技署「產學研 1 + 計劃」的資助下，王教授創立了由理大學者領導的初創企業 LiquiCool Tech Limited，推動該系統實現商業化。

「我們在實驗室驗證了 ELCS 的核心熱性能，這是一個重要里程碑，」王教授說：「在產學研 1 + 計劃第一階段，我們重點推進系統集成、耐用性與定制化，目標是完成原型機研發並在香港啟動試點部署。第二階段，我們將通過合作深化在香港的業務，並推動向中國內地及東南亞市場拓展。」

香港與內地的市場規模和環境，為推進技術及支援全球碳中和轉型提供了理想基礎。為方便客戶採用，LiquiCool 提供免費安裝與維護服務，僅按節省的能源費用抽取一定比例作為報酬，助力合作夥伴輕鬆實現能效提升與碳中和目標。

對消費者而言，運營商節省的能耗成本，將轉化為更實惠、更便捷的數位服務；而能源消耗與碳排放的減少，也將助力打造更清潔的環境。

王鑽開教授

• 協理副校長（研究）

• 研究生院院長

• 郭氏集團仿生工程教授

• 機械工程學系仿生工程講座教授

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