با خنک کردن دمای قطعات؛

الماس خودروهای برقی را سریع‌تر شارژ می‌کند

به تازگی لایه‌ای حاوی الماس مصنوعی ساخته شده که می‌تواند دمای قطعات الکترونیکی را کاهش داده و همچنین شارژ باتری‌های خودروهای الکتریکی را نیز تسریع کند.

کد خبر: ۱۱۳۵۹۰۷

شنبه - ۱۹ اسفند ۱۴۰۲ / March 09, 2024

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، الماس به دلیل هدایت حرارتی فوق‌العاده بالا شناخته شده است. این ماده برای خنک کردن قطعات الکترونیکی با چگالی توان بالا، مانند پردازنده‌ها، لیزرهای نیمه‌هادی یا وسایل نقلیه الکتریکی بسیار مناسب است. محققان در موسسه فرانهوفر موفق به ساخت غشائی شدند که حاوی الماس مصنوعی است.

این نانوغشاء می‌توانند در قطعات الکترونیکی استفاده شده و در نتیجه بار حرارتی را تا ده برابر کاهش دهد. این کار به بهبود عملکرد و افزایش عمر مفید خودروهای الکتریکی کمک می‌کند و زمان شارژ باتری را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد.

افزایش چگالی توان و در نتیجه اتلاف حرارت بیشتر در قطعات الکترونیکی نیازمند مواد جدید است. رسانایی حرارتی الماس چهار تا پنج برابر بیشتر از مس است. به همین دلیل، وقتی صحبت از قدرت خنک‌کنندگی در حمل و نقل الکتریکی، سلول‌های فتوولتائیک یا سیستم‌های ذخیره‌سازی به میان می‌آید، ماده بسیار جالبی است.

تا پیش از این، سینک‌های حرارتی ساخته شده از صفحات مسی یا آلومینیومی، سطح ساطع‌کننده حرارت را افزایش داده‌اند، بنابراین از آسیب ناشی از گرمای بیش از حد جلوگیری می‌کنند. اما این غشاء حاوی الماس که از موی انسان باریک‌تر است می‌تواند قدم بلندی به سوی بهبود عملکرد شارژرهای خودرو باشد.

این نانوغشاء پتانسیل کاهش بار حرارتی اجزای الکترونیکی مانند تنظیم‌کننده‌های جریان در موتورهای الکتریکی را به میزان ده برابر دارد. در نتیجه بهره‌وری انرژی، عمر مفید و عملکرد جاده‌ای خودروهای الکتریکی به طور قابل توجهی بهبود می‌یابد. مزیت دیگر این فناوری آن است که هنگام استفاده در شارژر، سرعت شارژ پنج برابر بیشتر می‌شود.

دکتر ماتیاس موهل، رئیس گروه فناوری‌های الماس در فرانهوفر آمریکا می‌گوید: «ما می‌خواهیم لایه مس را با نانوغشای الماسی خود جایگزین کنیم، که در انتقال گرما نسبت به مس بسیار مؤثرتر است. از آنجایی که غشای ما انعطاف‌پذیر و آزاد است، می‌توان آن را در هر نقطه از قطعه یا مس قرار داد یا مستقیماً در مدار خنک‌کننده ادغام کرد.»

موهل و همکارانش با رشد نانوغشاء الماس پلی کریستالی بر روی یک ویفر سیلیکونی مجزا، سپس جدا کردن و حکاکی کردن لایه الماس به این امر دست یافتند. این کار منجر به یک لایه الماس صاف و آزاد می‌شود که می‌تواند در دمای پایین در حدود ۸۰ درجه سانتیگراد گرم شود و به قطعه متصل شود.

این نانوغشا را می‌توان در مقیاس ویفر (۴ اینچ و بزرگتر) تولید کرد که آن را برای کاربردهای صنعتی مناسب می‌کند. قبلاً یک پتنت برای توسعه این فناوری ثبت شده است. آزمایش روی اینورترها و ترانسفورماتورها در بخش‌هایی نظیر حمل و نقل الکتریکی و مخابرات امسال آغاز می‌شود.