Энергетика, природные ресурсы, инженерные системы

Информационный портал ТЕПЛОКАРТА
  • Главная
    • Главная

      • Твердотопливные котлы и печи, камины
      • Системы отопления и охлаждения
      • Альтернативная энергия
      • Водоснабжение и водоотведение
      • Вентиляция и кондиционирование
      • Оборудование и материалы
      • Энергоэффективность и энергосбережение
      • Природные ресурсы, экология и строительство
      • Ядерная энергетика
      • Новости, обзоры, события
      • Исследования
  • Указатель терминов
  • Облако тегов
  • О портале
    • О портале

      • Контакты
      • Разместить статью
Фото: Сравнение инфракрасного излучения радиаторов охлаждения электронных устройств с покрытием из MOF и без. Предоставлено: CHENXI WANG
Фото: Сравнение инфракрасного излучения радиаторов охлаждения электронных устройств с покрытием из MOF и без. Предоставлено: CHENXI WANG

Металлорганические каркасы для охлаждения электроники

Новости, обзоры, события

Опубликовано: 07.04.2020

Обновлено: 10.02.2021

 1029

Инженеры пытаются выяснить, как использовать физические свойства испарения в процессе охлаждения электронных устройств. Был изучен ряд пористых материалов, способных поглощать влагу из воздуха и производить водяной пар при нагреве

В статье, опубликованной в журнале "Джоуль" (Joule) [1], группа исследователей  из Шанхайского университета транспорта (Шанхайский университет Цзяотун) описывает разработанное ими покрытие, которое производит водяной пар для отвода тепла от устройств, для которых из-за их небольших размеров использование охлаждающих вентиляторов имеет определенные трудности.

«Развитие микроэлектроники предъявляет высокие требования к эффективным методам управления температурой, потому что все электронные компоненты плотно упакованы, а чипы могут сильно нагреваться», - говорит инженер по холодильной технике и ведущий автор исследования.

Некоторые производители для охлаждения компонентов телефонов используют материалы с фазовым переходом, такие как воск и жирные кислоты. Они поглощают тепло, выделяемое устройствами, когда плавятся.

Однако по словам исследователей, в этом случае общее количество энергии, участвующей в теплообмене при преобразовании твердого тела в жидкость, остается относительно низким. Напротив, при испарении воды теплообмен может быть выше в 10 раз.

Был изучен ряд пористых материалов, способных поглощать влагу из воздуха и производить водяной пар при нагреве. В этом плане металлоорганические каркасы (МОК) оказались наиболее перспективным решением, поскольку они способны вмещать внутри себя большое количество воды и, таким образом, при нагреве отводить больше тепла.

Инженерами было продемонстрировано пассивное управление температурой через процесс десорбции воды внутри сорбентов. Адсорбция в режиме покоя позволяет охлаждающему материалу восстанавливать свою работоспособность самопроизвольно.

Был выбран тип МОК в виде порошка под названием MIL-101 (Cr), обладающий хорошей водопоглощающей способностью и высокой чувствительностью к изменениям температуры. Было испытано три варианта толщины порошка, нанесенного на алюминиевую подложку.

Лист, не покрытый порошкообразным МОК, при нагреве достиг отметки в 60 градусов Цельсия за 5,2 минуты, самое тонкое покрытие увеличило это значение до 11,7 минут, а самое толстое - до 19,35.

«В дополнение к эффективному охлаждению, MIL-101 (Cr) может быстро самовосстанавливаться, поглощая влагу после устранения источника тепла».

«Ранее исследователи пытались использовать МОК для извлечения воды из засушливого воздуха пустыни». «Однако такие материалы стоят все еще очень дорого, поэтому их масштабное использование в этих целях непрактично».

«Исследование показывает, что охлаждение электронных устройств - это хорошее применение МОК на практике. В проводимом эксперименте было использовано менее 0,3 грамма материала, и эффект охлаждения оказался значительным».

«Этот метод хорошо подходит для устройств, работающих с высокой нагрузкой периодически, таких как телефоны, зарядные устройства или телекоммуникационные станции».

При испытании на охлаждающих радиаторах чипов микрокомпьютерных устройств покрытие снижало температуру устройств на 7 градусов за 15 минут при пиковой нагрузке.

 

Ссылки:

1. https://doi.org/10.1016/j.joule.2019.12.005

 

Источник: Cosmos

0.00%
0 0
 Теги:

Публикации на похожую тему:

Микроструктура композитного керамического люминофора и внешний вид светодиодного устройства на его основе. Предоставлено: Денис Косьянов, ДВФУ

Энергосберегающие керамические люминофоры для мощных светодиодов

Обновлено: 29.01.2021
 475
Фото: Чжионг Ся, Мэтью Логан и Спенсер Ланжевен из APL исследуют высокоабсорбирующие материалы, что потенциально может привести к технологиям, которые могут обеспечить постоянный доступ к питьевой воде в самых засушливых районах планеты. Источник: Johns Hopkins APL

Губчатые кристаллы производят питьевую воду из воздуха

Обновлено: 13.09.2020
 1163
Взломанная духовка. Исследование, представленное на Black Hat USA 2020, говорит о том, что бот-сети, управляющие устройствами со значительным энергопотреблением, такими как печи и кондиционеры, могут быть использованы для манипулирования рынками электроэнергии. Предоставлено: John Toon, Georgia Tech

Взломанные «умные» электроприборы могут влиять на энергетические рынки

Обновлено: 23.11.2020
 602

Комментарии:

Алексей Поляков

Не МOFами едиными... Помимо материаловедения, очень перспективным направлением является новая термодинамика: воздушное и водяное охлаждение электроники и всего-всего (жидкости и газа) не до температуры точки влажного термометра, а до температуры точки росы внешнего воздуха. Слайд - это психрометрическая диаграмма цикла Майсоценко, М-цикла. Видим точку 3' - это и есть "точка росы", а не какой-то там "влажный термометр"...

Увеличение энтальпии в М-цикле

Если вы хотите оставить в этой ветке свой комментарий, то, пожалуйста, напишите об этом на странице с контактами

Недавние публикации

Звуковые эффекты в зданиях напрямую зависят от материалов, из которых сделаны потолки, стены, двери и другие ограждающие конструкции. Фото: Rockfon

Звукопоглощение, звукоизоляция и фоновый шум в зданиях

Обновлено: 26.07.2022  636
Тепло выделяется из оксида марганца, когда молекулы воды поглощаются слоистой структурой. Ⓒ Norihiko L. Okamoto

Вода усиливает способность материала поглощать и отдавать тепло

Обновлено: 21.04.2022  641
Струи пламени нагревают теплообменник в печи с принудительной подачей разогретого воздуха в систему отопления. Service Champions

Отопительные печи с принудительной подачей воздуха в помещение

Обновлено: 07.05.2022  606

Популярные категории

  • Новости, обзоры, события113
  • Альтернативная энергия57
  • Оборудование и материалы85
  • Исследования40
  • Водоснабжение и водоотведение23

Разместить статью

Портал TEPLOKARTA.RU доступен в Google Play

Ссылки:

  • Контакты
  • Разместить статью
  • Конфиденциальность
VK Telegram

© 2023 Россия. Копировать без ссылки запрещено.  TEPLOKARTA.RU

Отправить сообщение об ошибке?

Ошибка:
Выделите опечатку и нажмите Ctrl + Enter, чтобы отправить сообщение об ошибке.