北京冬奧會賽場上，為了給冰上項目參賽運動員良好的冰面體驗，天津大學教授馬一太、田華團隊在國家重點研發計劃科技冬奧專項支援下，通過校企合作，研發了國際先進的二氧化碳跨臨界直冷制冰技術，為各國運動員支撐建造了“最美、最快的冰”。
據悉，改造後的首都體育館将承辦花樣滑冰和短道速滑兩個項目的比賽。在兩個項目中，優質的冰面有助于運動員取得更好的成績，冰面的品質除了取決于制冰師的高超技藝外，制冰系統決定的冰面溫差均勻性和軟硬度均勻性也是關鍵的基礎。制冰機是人工冰場建設的核心。在曆屆冬奧會上，冰場制冰機主要采用氟利昂等人工合成制冷劑技術或者氨制冷技術，前者會造成對氣候的負面影響，後者存在一定的安全隐患。
以二氧化碳為制冷劑、冰面下直接蒸發的制冰機技術被認為是一種綠色低碳、高效節能的方案，但技術一直由歐美國家企業掌握。北京冬奧會來臨之際，通過産學研協同攻關，歐悅冰雪投資管理（北京）有限公司、天津大學和艾斯特制冷與太陽能技術（北京）有限公司等8家機關聯合研發、設計和建造了具有自主知識産權的二氧化碳跨臨界直冷制冰機組，在首都體育館冰場進行了示範應用，服務冬奧會和冰雪産業發展。
二氧化碳跨臨界直冷制冰技術從二氧化碳制冰系統的壓縮、冷卻、節流和蒸發四個過程進行節能設計。針對壓縮過程，這一技術采用雙級壓縮讓源頭耗能實作“事半功倍”；針對冷卻過程設計全顯熱回收，對冷卻熱量進行回收，實作冰場澆冰、融雪等不同溫度熱水需求；針對蒸發過程，采用在冰面下直接蒸發吸熱為冰場提供穩定的冷量供應，并優化設計冰下蒸發盤管和土建保障冰面溫度均勻。二氧化碳跨臨界直冷制冰技術的制冰機從關鍵部件到整機內建，均實作國内設計、加工、組裝和運作，尤其是水冷式氣冷器是國際上首次應用，有效解決了首體冷卻回路長的工程問題。技術系統綜合節能超過50%，冰面溫差控制在0.3℃至0.4℃以内，無論是綜合能效還是冰面溫差均達到國際先進水準，進而為運動員提供一個軟硬度均勻穩定的優質冰面。
首都體育館将承辦花樣滑冰和短道速滑兩個項目，二者對冰面的冰層厚度和冰面溫度有不同的嚴格要求，需要根據賽程不斷進行兩塊冰的快速轉換。對此，項目組也充分利用二氧化碳制冰溫度均勻的特點，結合精準控制系統和線性降溫政策，實作2小時内快速、高效的冰面轉換，較國際奧委會3小時内冰面轉換的要求節約了時間。
天津大學是國内最早開展二氧化碳跨臨界制冷熱泵技術研究的團隊之一。裝置所采用的二氧化碳跨臨界直冷制冰技術是國家重點研發計劃科技冬奧專項“制冰機研發及應用示範”項目的核心成果，田華為項目負責人。