Esistono molti tipi di schemi di raffreddamento ad alta efficienza, come lo schema di piastre di raffreddamento ad acqua, lo schema di raffreddamento di chip di raffreddamento TEC e lo schema di progettazione di tubi di calore ad alta potenza o piastre VC, ma questo documento intende elaborare un altro schema di raffreddamento ad alta efficienza
parole chiave
Raffreddamento ad alta efficienza
Transistori termici elettrochimici a stato solido
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Con lo sviluppo dell'industria moderna, sempre più dispositivi devono funzionare per generare molto calore. Per far funzionare questi componenti elettronici in modo stabile e affidabile, il calore deve essere dissipato. Ad esempio, nella nostra vita reale, dispositivi come laptop e telefoni cellulari diventano caldi e richiedono una soluzione di raffreddamento. Tuttavia, né lo schema di dissipazione del calore del tubo di calore né lo schema di dissipazione del calore della piastra di raffreddamento ad acqua dispongono di una nuova tecnologia con elevata efficienza di dissipazione del calore.
L’idea di utilizzare l’elettricità per gestire il calore è stata testata negli ultimi dieci anni, portando alla nascita del transistor termico elettrochimico, un dispositivo in grado di regolare il flusso di calore con un segnale elettrico. I transistor termici liquidi ampiamente utilizzati oggi presentano un grave difetto: le perdite possono causare l'interruzione del funzionamento del dispositivo. Nell'ultima ricerca, un team di progetto guidato dal professor Hiromichi Ohta dell'Istituto di scienza elettronica dell'Università di Hokkaido ha sviluppato il primo transistor termico elettrochimico a stato solido, che è più stabile e affidabile dei transistor termici liquidi. I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Advanced Functional Materials. “Un transistor termico è composto principalmente da due materiali, il materiale attivo e il materiale di commutazione. Il materiale attivo ha una conduttività termica variabile (κ) e il materiale di commutazione viene utilizzato per controllare la conduttività termica del materiale attivo. Ha introdotto il professor Hiromichi Ohta. Il transistor termico è costruito su un substrato di zirconio stabilizzato con ittrio che funge anche da materiale di commutazione, con ossido di stronzio e cobalto come materiale attivo ed elettrodi di platino che forniscono l'elettricità necessaria al transistor.
Dallo studio è emerso che la conduttività termica del materiale attivo nello stato “acceso” era paragonabile a quella di alcuni transistor termici liquidi. Inoltre, la conduttività termica del materiale attivo nello stato “on” è quattro volte superiore rispetto allo stato “off”. Inoltre, il transistor è rimasto stabile dopo 10 cicli, surclassando alcuni transistor termici liquidi attualmente utilizzati. Il team ha testato più di 20 transistor termici a stato solido fabbricati individualmente, garantendo risultati riproducibili. L'ostacolo principale allo sviluppo attuale di transistor termici pratici è l'elevata temperatura operativa del materiale di commutazione, che è di circa 300 °C. “I nostri risultati suggeriscono che i transistor termici elettrochimici a stato solido hanno il potenziale per essere paragonabili ai transistor termici elettrochimici liquidi, senza alcuna limitazione. L’ostacolo principale allo sviluppo di transistor termici pratici è l’elevata resistenza elettrica del materiale di commutazione, quindi la riduzione della loro temperatura operativa sarà il focus della nostra ricerca futura.
