Nowe materiały termiczne mogą pięciokrotnie zwiększyć prędkość ładowania pojazdów elektrycznych
Niedawno naukowcom z Instytutu Fraunhofera w Niemczech udało się zmniejszyć obciążenie termiczne elementów elektronicznych za pomocą ultracienkich folii diamentowych i mają potencjał pięciokrotnego zwiększenia prędkości ładowania pojazdów elektrycznych. Kluczem do tego przełomu technologicznego jest doskonała przewodność cieplna i właściwości izolacyjne diamentu.
Jak dobrze wiadomo, ciepło jest produktem ubocznym działania urządzeń elektronicznych, ale nadmierne ciepło może uszkodzić komponenty, a nawet spowodować zagrożenie bezpieczeństwa. Dlatego też rozpraszanie ciepła zawsze było ważnym czynnikiem przy projektowaniu produktów elektronicznych. Tradycyjne radiatory zwykle wykorzystują miedź lub aluminium, ale są również dobrymi przewodnikami, które wymagają dodatkowej izolacji w celu izolacji.
Diament to wyjątkowy materiał, który łączy w sobie doskonałą przewodność cieplną (korzystną dla odprowadzania ciepła) i izolację elektryczną (zapobiegającą zwarciom). Można go przetworzyć na ścieżkę przewodzącą, która może skutecznie przenosić ciepło do miedzianych radiatorów. Tymczasem, dzięki elastyczności i niezależności nanofilmów diamentowych, można je umieszczać w dowolnym miejscu na komponentach lub płytach miedzianych, a nawet bezpośrednio integrować z obwodami chłodzącymi.
W przeszłości grubość radiatorów diamentowych zwykle przekraczała 2 milimetry i trudno było je dopasować do podzespołów. Nowa nanofolia diamentowa ma grubość zaledwie 1 mikrometra i charakteryzuje się dobrą elastycznością. Wystarczy lekko podgrzać do temperatury 80 stopni Celsjusza, aby mocno związać się z elementami elektronicznymi. Zespół badawczy przygotował te nanofilmy, hodując polikrystaliczne warstwy diamentu na płytkach krzemowych, a następnie odrywając i wytrawiając warstwy diamentu.
Naukowcy szacują, że nanofilmy diamentowe mogą 10-krotnie zmniejszyć obciążenie termiczne elementów elektronicznych, znacząco poprawiając ich żywotność i ogólną efektywność energetyczną urządzeń. Dodatkowo, zastosowanie tej technologii w systemie ładowania może również pięciokrotnie zwiększyć prędkość ładowania pojazdów elektrycznych.
