Yeni Soğutma Teknolojisi Elektrikli Araçlarda Devrim Yaratabilir

Yeni Soğutma Teknolojisi Elektrikli Araçlarda Devrim Yaratabilir

Aşırı ısı, günümüz elektrikli araçlarına güç veren piller ve ilgili bileşenler de dahil olmak üzere hassas elektronik cihazlara zarar verebilir. Modern elektrikli araçlar, bu termal enerjiyi yönetmek (ve tabii ki soğuk havalarda iç mekanlarını ısıtmak) için radyatörler ve ilgili tesisatlarla doludur. Ancak Virginia Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, elektronik cihazlarda ısıyı yönetmenin potansiyel olarak çığır açıcı bir yolunu keşfettiler ve bunu bir ışık huzmesi gibi hareket ettirdiler.

Altıgen Bor Nitrür Kristalleri Anahtardır. Durun... Ne?

Evet, son cümleyi doğru okudunuz, mühendisler ısıyı bir ışık huzmesi gibi nasıl hareket ettireceklerini buldular. Bu bulgunun etkileri akıllı telefonlarda, süper bilgisayarlarda, tıbbi cihazlarda ve evet, hatta - veya belki de özellikle - elektrikli araçlarda devrim yaratabilir.

Bilimsel dergi Nature Materials'da yayınlandığı ve Phys.org tarafından bildirildiği üzere, altıgen bir bor nitrür (hBN) kristali bu sihrin gerçekleşmesinde anahtar rol oynuyor. Bu, elektronik cihazlarda ısı yönetimiyle ilişkili olağan kısıtlamalardan kaçınmaya yardımcı olan benzersiz özelliklere sahip özel bir malzemedir.

• Altıgen bor nitrür benzersiz ısı transfer yeteneklerine sahiptir
• Bu malzeme termal enerjiyi küçük dalgalar halinde değil, yoğun bir ışın halinde gönderir
• Böyle bir keşif, hemen hemen her tür elektronik cihazda devrim yaratabilir
• Geleceğin EV'leri daha uzun menzile, daha iyi pil ömrüne ve daha hızlı şarja sahip olabilir

Elektrikli bileşenler, grafik yoğun bir oyun oynarken bilgisayar, görüntülü görüşme sırasında akıllı telefonunuz veya DC hızlı şarj sırasında EV olsun, yoğun kullanım sırasında ısınma eğilimindedir. Isı arttıkça performans genellikle düşer ve uzun vadede bu, hasara veya hatta bileşen arızalarına neden olabilir.

Uygulamaya bağlı olarak, ısı genellikle fanlar, ısı emiciler ve sıvı soğutma sistemleri kullanılarak ele alınır, ancak bu nispeten yavaş bir işlemdir. Araştırmacılar, oldukça yavaş hareket eden sözde fononlara, yani ısı titreşimlerine güvenmek yerine, hiperbolik fonon-polaritonları veya kısaca HPhP'leri nasıl kullanacaklarını buldular. Sadece dil yuvarlamaca, değil mi?

Phys.org makalesinin açıkladığı gibi, geleneksel sistemlerde "elektronikteki ısı bir göletteki dalgalanmalar gibi yayılır" - bu enerji dışarı doğru hareket ettikçe azalır. Ancak ısıyı sıkıca paketlenmiş dalgalara sıkıştırarak, bu yeni sistem bu enerjiyi inanılmaz bir verimlilikle çok uzun mesafelere yönlendirebilir.

Bunu başarmak için bilim insanları, bir hBN parçasının üzerinde duran küçük bir altın yastığı ısıttılar ve bu da enerjiyi "anında ısıyı altın ve hBN arasındaki arayüzden uzağa ve uzağa taşıyan hızlı hareket eden polariton dalgalarına" dönüştürdü.

Faydaları Çoktur ve Etkilidir

“Ölçümlerimiz, arayüze çarpan sıcak elektronların fonon-fonon taşıma yolunu atlayarak yakın alanda hBN'nin HPhP'lerine doğrudan yayıldığını tespit ediyor. Bu tür polaritonik kuplaj, difüzif fonon süreçleri yoluyla katılarda termal taşıma hızlarının mümkün olandan kat kat daha hızlı olmasını sağlıyor,” diye Nature Materials dergisi oldukça bilgili bir şekilde belirtti. “Böylece fonon-polariton kuplajı yoluyla altın-hBN arayüzünde belirgin bir termal taşıma artışı sergiliyoruz ve arayüz ısı transferinin sınırlarını zorluyoruz.”

Çok daha basit bir ifadeyle, “Isının katı malzemelerde mümkün olduğu düşünülmeyen şekillerde hareket ettiğini görüyoruz. Bu, nanometre ölçeğinde sıcaklığı kontrol etmenin tamamen yeni bir yolu,” diye açıkladı UVA'da mühendislik alanında doktora adayı ve çalışmanın ilk yazarı Will Hutchins. “Bu yöntem inanılmaz derecede hızlı,” diye de belirtti araştırmacı, gelecekteki elektronik cihazlarda devrim yaratabilecek, potansiyel olarak EV pillerinin çok daha uzun süre dayanmasını, daha hızlı şarj olmasını ve muhtemelen daha iyi araç performansı sağlamasını sağlayabilecek bir şey.

Bu teknoloji inanılmaz faydalar vaat ediyor, ancak bunun ne zaman piyasada mevcut olacağı belirsiz. Araştırmacılar bu keşfi ticarileştirebilirse, neredeyse her türlü elektronik cihazda devrim yaratabilir.

Kaynak: TopSpeed