Энергетика, природные ресурсы, инженерные системы
Информационный портал ТЕПЛОКАРТА
 
  • Главная
  • Рейтинг оборудования
  • Термины и определения
  • О портале
Металлорганические каркасы для охлаждения электроники
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
07.04.2020 696

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

 Теги:

Публикации на похожую тему:

Фотоэнергия для преобразования жирных кислот в алканы

Фотоэнергия для преобразования жирных кислот в алканы

27.02.2020
1476
2D-материалы для хранения данных с меньшим потреблением энергии

2D-материалы для хранения данных с меньшим потреблением энергии

15.07.2020
455
Новый способ получения топлива для водородных двигателей

Новый способ получения топлива для водородных двигателей

23.02.2020
1097

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

Написать комментарий

Недавние публикации

Самая высокая градирня в России на следующем этапе строительства

Самая высокая градирня в России на следующем этапе строительства

14.04.2021 29
Биологическая вторичная переработка высокотехнологичных отходов

Биологическая вторичная переработка высокотехнологичных отходов

12.04.2021 64
Аккумулятор, который заряжается в десять раз быстрее литий-ионного

Аккумулятор, который заряжается в десять раз быстрее литий-ионного

09.04.2021 76

Популярные категории

  • Исследования39
  • Ядерная энергетика6
  • Твердотопливные котлы и печи, камины30
  • Оборудование и материалы68
  • Энергоэффективность и энергосбережение35

Разместить статью

Портал TEPLOKARTA.RU доступен в Google Play

Ссылки:

  • Контакты
  • Разместить статью
  • Конфиденциальность
Facebook Twitter Instagram VK Telegram

© 2021 Копировать без ссылки запрещено,  TEPLOKARTA.RU