冰冷背后的革命：从易燃乙醚到绿色科技，制冷剂如何改变我们的生活？

一台1834年制造的奇怪机器，每晚只能制出少量冰块，却开启了现代冷藏技术的大门。它的制冷剂，竟是一种极易燃烧的液体——乙醚。

在炎炎夏日，我们从冰箱里取出一杯冰水或一根冰棍时，很少会思考这样一个问题：这种现代便利是如何诞生的？最早的冷冻机使用什么作为制冷剂？

答案可能超出你的想象：世界上第一台冷冻机使用的是二乙醚（乙基醚）作为制冷剂。这是一种易燃易爆的液体，如今我们在医学领域更常听到它的名字——作为一种古老的麻醉剂。

01 冷冻机的起源与第一种制冷剂

1834年，居住在伦敦的美国人雅各布·帕金斯发明了世界上第一台封闭式蒸发压缩冷冻系统，并获得了英国专利（编号6662号）。

他使用的第一代制冷剂便是二乙醚（乙基醚）。帕金斯的助手约翰·黑格甚至尝试了一种特殊的替代品——生橡胶，那是从天然橡胶分解蒸馏后得到的挥发性溶液。

这台最早的冷冻机效率极低，制出的人工冰在成本上远高于天然冰，因此当时没有引起社会的重视。帕金斯此时已上了年纪，并没有在市场上推广自己的发明。

真正让冷冻机商业化的是澳大利亚的一个苏格兰印刷厂的约翰·哈里森。他在用醚来清洗金属铅字版时，偶然发现了醚的冷却效果，便展开了对制冷设备的研究。

02 氨与二氧化硫的时代，高效但有风险

19世纪60年代，氨逐渐取代乙醚、甲醚作为主要制冷剂。1869年，两位法国人在为美国新奥尔良一家酿造厂设计的冷冻设备中，首次采用了氨水作为制冷剂。

最初因为没有氨气来源，只能使用氨水。氨水中含有的水分易对制冷系统造成损害，故早期的制冷设备不得不采用一些应急手段，如用生石灰或氢氧化钠对氨剂进行干燥处理。

1876年，克利夫兰的麦克米兰公司推出了可直接适于制冷设备应用的氨剂。氨属于高压制冷剂，不宜在热带地域工作，而乙醚则为低压制冷剂，其设备很易渗入空气致使系统失效。

为克服上述缺陷，瑞典人劳·皮克特于1875年开发使用一种新型制冷剂——二氧化硫。二氧化硫工作压力适中，即适于热带环境，又能防止空气渗入系统，同时成本低廉，似乎是一种理想制冷剂。

然而后来的实践证明，二氧化硫只适于小型系统，在大型设备中制冷效率低。二氧化硫在早期应用中出现了一系列困难：它与湿气水分会直接发生反映产生亚硫酸滞阻压缩机。

即使在空气中出现低浓度的泄露，也会使人呛嗓刺眼无法忍受。厂商却将其宣传为“安全性”特点，广告宣称：“万一泄露，二氧化硫的刺激足以使人从睡梦中惊醒，自觉逃离危险”。

03 氟利昂的革命，家用冰箱的普及与隐忧

1928年，米奇利爵士和他的助手们从当时的物性表中搜寻具有合适沸点的化合物来作为制冷剂。他们认识到含氟的化合物可以是无毒的，最终通过实验将碳氢化合物氟化或氯化得出了无毒、高效的CFC（氟利昂）。

1931年，CFC-12（R-12）实现商业化。随后，1932年CFC-11（R-11）也被商业化。于是，CFC和HCFC制冷剂陆续得到了应用，逐渐替代了已使用100年之久的那些早期剧毒制冷剂，成为二十世纪制冷剂的主流。

氟利昂是无毒、无腐蚀、不可燃的氟化合物，很快它就成为各种制冷设备的制冷剂了，一直沿用了50多年。没有氟利昂的出现，电冰箱可能还是工业和少数富有家庭的专利。

那些老式的电冰箱价格高昂，采用的制冷剂还很不安全，一旦发生泄漏将对家庭造成极大的伤害。氟利昂的使用使电冰箱迎来了一个春天，但也导致了对地球臭氧层的破坏。

04 现代制冷剂，环保与效率的平衡

面对臭氧层破坏问题，科学家们研制出了氟利昂的替代品作为制冷剂。现代冰箱全面采用了无氟环保技术。

1995年，碳氢化合物在汽车空调中开始使用。欧美国家很多的冰箱、冰柜以及冷藏冷冻库中都采用了碳氢化合物，如丙烷（R290）。中国在1993年开始异丁烷冰箱的研发生产。

二氧化碳因为具有良好的热力性能与环保特性，又重新受到青睐，回归制冷装置被用来当做制冷剂。现代冰箱不仅容量大，耗能少，噪音小，外观漂亮，功能也越来越多。

现在的冰箱还具有保鲜、除臭、杀菌等功能。针对不同场景的需求，出现了专为厨房设计的对开门冰箱、为客厅设计的“冰吧”冰箱，以及专为卧室设计的Mini冰箱。

05 制冷剂进化之路，从危险到安全

回顾制冷剂的发展历程，从最初的乙醚到氨、二氧化硫，再到氟利昂及其现代替代品，我们可以看到一条清晰的技术进步路径。

早期的制冷剂几乎都是可燃或有毒的，或两者兼而有之，有些还有很强的腐蚀性和不稳定性，或压力过高，经常发生事故。

1834年帕金斯使用二乙醚作为制冷剂；

1866年，开始使用二氧化碳作为制冷剂；

1873年，用氨作为制冷剂；

1874年，采用二氧化硫作为制冷剂；

20世纪30年代（1936年），氟利昂（R22）普遍开始用作制冷剂；

20世纪20年代，异丁烷（R600a）和丙烷（R290）开始使用；

1995年，碳氢化合物在汽车空调中开始使用。

随着人们对环境保护意识的提高，绿色制冷技术逐渐兴起。人们开始推广使用一些新型的绿色制冷剂，如水和二氧化碳，以减少对环境的污染和对臭氧层的破坏。

如今，冰箱已经融入我们生活的每个角落，不仅厨房，客厅和卧室也有了专门设计的冷藏设备。半导体的新制冷技术甚至不需要传统的制冷剂和压缩机。

那些曾经冒着爆炸风险、使用有毒物质的冷冻机，早已安静地躺在博物馆里。它们不会说话，却见证了人类从冒着生命危险制冰，到今日轻松一按就能获得清凉的漫长旅程。

科技进步的意义，或许就藏在我们伸手打开家用冰箱取出冷饮时，那份微不足道却实实在在的安全与便利之中。