随着人工智能应用普及,数据中心数量快速增长,其电力需求对电网构成压力。其中相当一部分电力并非用于计算,而是用于服务器冷却。纽约大学坦顿工程学院研究人员近日提出一种替代方案:利用沸石材料储存工业废热,为数据中心提供冷却能源,有望将冷却用电量降低86%。

该方案的核心材料是沸石,一种具有微孔结构的矿物,具备强吸水性和热释放特性。当干燥沸石接触水蒸气时会释放热量,加热后则释放水蒸气并恢复干燥状态,这一可逆循环使其能够储存和释放热能。研究人员设想,在化工厂或炼油厂等工业设施中,可利用中低温废热(低于200摄氏度)干燥沸石,为“热电池”充电;充电后的沸石通过卡车或铁路运输至数据中心,在服务器机房内通过水分蒸发过程吸收热量,替代传统压缩式冷水机组,从而降低电力消耗。
研究团队基于热力学模型对系统性能进行了评估。结果显示,与传统冷却方式相比,该联合系统可使数据中心与工业设施的冷却总用电量降低75%以上,其中数据中心冷却用电量最多可降低86%。从能效指标看,数据中心的电力使用效率可提升12%。用水量方面,联合系统总体用水量高出约15%至25%,但工业设施自身用水量因废热利用而显著减少,且沸石充电过程中释放的水可部分循环使用。
该模式的可行性依赖于数据中心与工业设施的邻近程度。研究人员对美国工业设施进行地理空间分析后发现,数据中心与最近的10个工业场所平均距离为57公里。即使考虑沸石运输能耗,采用电动卡车仍可实现净电力节约,铁路运输可进一步降低能耗。目前该系统仍处于建模阶段,面临沸石床设计、传热效率及运营协调等工程挑战。研究团队正与行业企业探讨扩大应用规模的可能性。
该研究由化学与生物分子工程系助理教授达里克·马拉普拉加达、沸石专家帕维尔·科茨助理教授及博士后研究员Gilvan Farias Neto共同完成,预印本发表于ChemRxiv服务器。研究人员认为,将冷却问题转化为热物流问题,有助于数据中心在不加剧电网负荷的情况下实现增长,同时使工业废热作为资源被有效利用。
更多信息:作者:Gilvan Farias Neto等人,标题:《基于沸石的热能存储利用工业废热进行数据中心冷却》,发表于:ChemRxiv (2026)。











