Anvendelse af metaller med høj termoelektrisk effektfaktor til at skabe en effektiv hel-solid-state aktiv køler

Et team af forskere fra Ohio State University og University of Virginia har fundet en måde at bruge metaller med en høj termoelektrisk effektfaktor til at skabe effektive all-solid-state aktive kølere. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgang anvendt , gruppen beskriver deres nye tilgang til afkøling af elektroniske enheder, og hvor godt det fungerede.

Aktive kølesystemer, Per definition, er kølesystemer, der bruger elektricitet til at køle en varm eller varm enhed ned til omgivelsestemperaturer. I denne nye indsats, forskerne har fundet ud af, at sådanne systemer kan drage fordel af brugen af ​​specielle metaller. De opfandt også et nyt begreb, der skal bruges som en metrisk - effektiv varmeledningsevne. I aktive kølesystemer, varmebærende ladningsbærere strømmer fra den varme side af et objekt til den køligere side, når der tilføres elektricitet-effektiv varmeledningsevne er et tal, der beregnes ved at tilføje et systems aktive varmeledningsevne (når der tilføres elektricitet) til dets passive ledningsevne (når strømmen er slukket).

Som forskerne bemærker, de fleste kommercielle kølesystemer er blevet optimeret gennem årene til brug i køleapplikationer, og er derfor ikke ideelle til aktive kølesituationer såsom fjernelse af varme fra en computer. De bemærker også, at ingeniører typisk bruger et mål kaldet den termoelektriske fortjenstfigur (zT) til at beskrive effektiviteten af ​​sådanne systemer. Men igen, de foreslår, at det ikke er en god metric for aktive kølesystemer.

For at forbedre effektiviteten af ​​sådanne systemer, forskerne ledte efter materialer, der havde bedre end konventionel varmeledningsevne. De fandt to, der viste løfte:Kondo-effektmetaller og magnon-drag-metaller. De byggede en Peltier-køler ved hjælp af metallerne (kobolt og cerium-palladium) og satte den mellem forskellige varme og kolde materialer, og testede den derefter for at se, hvor effektiv den var til at fjerne varmen på den varme side og sende den til den kolde side.

Forskerne rapporterer, at når de anbragte fem ampere på enheden, den trak cirka 100 flere milliwatt varme ud, end den gjorde, da der ikke blev brugt strøm. Med hensyn til varmeledningsevne, enheden blev målt til 40 W/mK i passiv tilstand og nåede 1000 W/mK med nogle varmeforskelle.

© 2019 Science X Network