解决方案
冷链的终点就是电网的终点。世卫组织估计,全球每年有25%至50%的疫苗被浪费,其中很大一部分是在配送过程中因冷藏失效而损失的;在尼日利亚农村和撒哈拉以南非洲各地,服务偏远村庄的诊所根本没有电,疫苗送到后几小时内就会失效。太阳能冰箱在能用的地方确实有帮助,但它们会坏、会被偷,或者连续数周无法运转——而每损失一剂疫苗,就意味着一个孩子无法接种免疫(Vanguard,2019年)。
Global Good是比尔·盖茨资助、隶属于Intellectual Ventures的实验室,它把这个问题当作热工问题来攻克。Mike Friend的团队以盛装液氮的真空隔热杜瓦瓶为原型来设计Arktek:双层壁之间近乎真空以阻断对流,内壁反射涂层以减少辐射,增强玻璃纤维以阻断传导。八块冷冻水砖可在赤道高温下将疫苗温度维持长达一个月,该设计以免版税方式授权给中国的澳柯玛,使其能以援助项目的价格生产(WIRED,2018年)。
随后它又在最恶劣的条件下证明了自己。2014年11月,世卫组织需要在不使用干冰的情况下,将试验性埃博拉疫苗以-60至-80摄氏度的温度运往西非,团队将水砖换成了相变材料,到次年1月就拿出了经过验证的-65摄氏度方案。在2018年刚果民主共和国的应对行动中,16台配备PCM的Arktek在为期五天的运行中,将环形接种冷链维持在-65摄氏度以下(WIRED,2018年);常规版本如今在尼日利亚的高温地区可将儿童疫苗保存35天甚至更久(Vanguard,2019年)。
取得的成果
真空壁冰盒:一个月冷藏,无需电力
为何奏效
这套隔热结构分别针对每一条传热途径:真空阻断对流,反射涂层阻断辐射,玻璃纤维阻断泄漏——廉价的普通泡沫冷藏箱无法与之相比。
普通的冷冻水是地球上每个地区都能重新充能的“热能电池”;该设备把每天的冷藏难题变成了每月一次的补给差事。
以免版税方式授权给澳柯玛,使制造落地中国并实现批量定价,让冷藏箱便宜到足以纳入UNICEF和GAVI式的采购预算。
由于该箱体是无源设备,没有会故障的压缩机,没有需要购买的燃料,也没有需要呼叫的技术人员——那些在实地导致太阳能冰箱失效的故障模式根本不存在。
可借鉴之处
当某项约束是绝对的——永远没有电网供电——就不要再优化有源方案,而应围绕到处都存在的最廉价储能介质重新设计:冷冻水,每月重新充能。
后续发展
澳柯玛制造的Arktek通过了世卫组织性能标准的认证,并进入了非洲和南亚各地的常规免疫项目;Vanguard在2019年报道了尼日利亚的部署情况和35天这一数字。在2018年刚果民主共和国埃博拉应对行动中,16台配备PCM的设备构成了环形接种冷链的现场层,在金沙萨和姆班达卡的冷冻设施之间将疫苗保持在-65摄氏度以下。这种“无源加PCM”的设计思路在2020年超低温新冠疫苗配送规划中再次被采用。
从这里,追溯依据
参考来源
- The Wild Logistical Ride of the Ebola Vaccine's High-Tech Thermos WIRED · wired.com ·
- Arktek: Ice block technology for vaccines preservation Vanguard News · vanguardngr.com ·