制冷和供暖用電量占全球家庭總用電量的30%以上，這些熱管理系統(tǒng)使用的制冷劑具有高全球變暖潛能值(GWP)，并且在運(yùn)行過程中無法防止其泄漏。這些系統(tǒng)中最常用的制冷劑是氫氟碳化物(HFCs)，它的全球變暖潛能值可能比二氧化碳高出數(shù)千倍。根據(jù)國(guó)際能源署(IEA)的數(shù)據(jù)，2019年，制冷和空調(diào)系統(tǒng)約占全球溫室氣體(GHG)排放量的10%。特別是，住宅和商業(yè)建筑部門的排放量約占這些排放量的60%。

為了解決這一問題，許多國(guó)家已經(jīng)開始逐步淘汰氫氟碳化物，并開發(fā)低全球升溫潛能值的替代品。此外，無壓縮機(jī)技術(shù)的發(fā)展已成為當(dāng)前制冷和熱泵新技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)重要問題。因此，新的固態(tài)制冷技術(shù)，如電熱(EC)制冷(基于電熱效應(yīng)，ECE)以其潛在的能力而聞名，可以實(shí)現(xiàn)低碳、高效的制冷未來。

EC制冷利用介電電容器的充放電過程，實(shí)現(xiàn)了理論效率高的制冷循環(huán)。2006-2008年EC陶瓷和聚合物發(fā)明后，迅速引起了全世界的廣泛關(guān)注。此外，廣泛使用的EC陶瓷和聚合物可以適應(yīng)現(xiàn)有的大規(guī)模生產(chǎn)工藝，因此EC制冷已被認(rèn)為是有前途的固態(tài)制冷技術(shù)之一。

目前，基于陶瓷和聚合物的EC裝置都已經(jīng)通過設(shè)計(jì)主動(dòng)電熱再生(AER)循環(huán)來證明，這些循環(huán)是通過流-固和固-固共軛傳熱來實(shí)現(xiàn)的。這些設(shè)計(jì)可以達(dá)到大的溫度跨度，有潛力與傳統(tǒng)的蒸汽壓縮制冷相媲美。但是當(dāng)需要大量的EC材料來進(jìn)一步提高總冷卻功率時(shí)，EC工作體必然會(huì)變厚，完成換熱的時(shí)間也會(huì)變長(zhǎng)。因此，研究領(lǐng)域要求EC材料具有比廣泛采用的EC材料更大的ECEs和導(dǎo)熱系數(shù)，以保持甚至提高循環(huán)頻率以增強(qiáng)冷卻能力。