Elektroner øger faststof kaloriekøling i hexagonale sulfider

Et forskerhold har fundet en ny type gigantisk barokalorisk (BC) materiale (hexagonale sulfider) og opdaget en vigtig rolle for elektroner i at øge den totale entropiændring drevet af hydrostatisk tryk.

Dette hold blev ledet af prof. Tong Peng fra Institute of Solid State Physics, Hefei Institutes of Physical Science, sammen med Prof. Li Bing fra Institut for Metalforskning ved Det Kinesiske Videnskabsakademi (CAS) og Prof. Zhong Guohua fra Shenzhen Institutes of Advanced Technology i CAS.

I disse sulfider Ni _1-x Fe _x S, holdet observerede en kæmpe entropiændring ved stuetemperatur induceret af tryk. For eksempel, en entropiændring på omkring 50 J kg ^-1 K ^-1 og en temperaturændring på ~10 K kan udløses af et lille tryk på 100 MPa. En så høj BC-ydelse rangerer de nuværende sulfider blandt de gigantiske BC-materialer.

Baseret på teoretiske beregninger og analyse af lavtemperaturspecifik varme, de demonstrerede en drastisk elektronisk strukturel ændring og følgelig en stor elektronisk entropiændring under pres, som bemærkelsesværdigt letter den totale BC-effekt.

Vigtigere, ved faseovergangstemperaturen, den termiske ledningsevne nåede 12 W m ^-1 K ^-1 , som er overlegen i forhold til værdierne af andre BC-materialer.

Det er to størrelsesordener større end (0,12 W m ^-1 K ^-1 ) af neopentylglycol, som udviser den stærkeste BC-effekt til dato. Høj varmeledningsevne betyder høj varmeoverførselsfrekvens, hvilket er befordrende for at opnå høj driftsfrekvens og køleeffekttæthed.

Derfor, den fremragende BC-ydeevne sammen med overlegen termisk ledningsevne antyder, at de nuværende materialer er lovende kølemiddelkandidater til faststofkøling.