Ученые Института Фраунгофера использовали ультратонкие алмазные мембраны для резкого охлаждения электронных компонентов и повышения скорости зарядки электромобилей. Секрет — в превосходной теплопроводности алмаза, сообщает New Atlas.
Тепло обычно является побочным эффектом электричества, и слишком большое его количество может привести к повреждению компонентов и устройств. Поэтому отвод тепла важно учитывать при проектировании электроники. Радиаторы обычно изготавливаются из меди или алюминия. Проблема в том, что эти металлы также являются хорошими проводниками электричества, поэтому обычно требуется еще один изолирующий слой. Команда обратилась к алмазу — не только отличному проводнику тепла, но и изолятору электричества.
Ученый проекта Маттиас Мюле пояснил, что их цель состоит в замене промежуточного слоя алмазной наномембраной. Алмазная мембрана позволяет эффективно передавать тепло меди, поскольку алмаз обладает проводящими свойствами.
Алмазные теплоотводы обычно имеют толщину более 2 мм, и их сложно прикрепить к компонентам. Однако наномембраны имеют толщину всего лишь микрометр, а еще они гибкие и могут прикрепляться к электронным компонентам, нагревая их до 80 °C. Команда изготовила наномембраны, выращивая поликристаллический алмаз поверх кремниевых пластин, а затем отделила и удалила лишние алмазные слои.
По оценкам исследователей, алмазные наномембраны могут снизить тепловую нагрузку электронных компонентов в 10 раз. Это повысит энергоэффективность и срок службы всего устройства. Команда утверждает, что если интегрировать мембраны в системы зарядки, они могли бы помочь увеличить скорость зарядки электромобилей в пять раз.
Поскольку алмазные наномембраны могут быть изготовлены на кремниевых пластинах, процесс производства будет относительно легко масштабировать. Команда уже подала патент на эту технологию и планирует начать ее тестирование позднее в этом году в инверторах и трансформаторах в электромобилях и телекоммуникациях.
Ранее ученые из Китая придумали, как сделать аккумуляторы устойчивыми к экстремальным морозам. Они разработали новый электролит, который обеспечивает работу батарей при -80 °C.