Två sätt att svalna. Ett kylskåp överför värme från ett kallt föremål till dess varmare omgivning (vänster). Däremot, ett aktivt kylsystem hjälper värmen att röra sig mer effektivt i sin naturliga riktning, från ett hett föremål till den svalare omgivningen (höger). Ett nytt aktivt kylsystem är optimerat för detta andra ändamål och kan vara användbart för att kyla heta komponenter. Upphovsman:M. J. Adams/Ohio State University, via Fysik
Ett team av forskare från Ohio State University och University of Virginia har hittat ett sätt att använda metaller med en hög termoelektrisk effektfaktor för att skapa effektiva helkylda aktiva kylare. I deras tidning publicerad i tidningen Fysisk granskning tillämpad , gruppen beskriver deras nya tillvägagångssätt för kylning av elektroniska enheter och hur bra det fungerade.
Aktiva kylsystem, per definition, är kylsystem som använder elektricitet för att kyla en varm eller varm enhet ner till omgivningstemperaturer. I denna nya insats, forskarna har funnit att sådana system kan dra nytta av användning av specialmetaller. De har också skapat en ny term som ett mått - effektiv värmeledningsförmåga. I aktiva kylsystem, värmebärande laddningsbärare strömmar från den heta sidan av ett objekt till den kallare sidan när elektricitet tillförs — effektiv värmeledningsförmåga är ett tal som beräknas genom att addera ett systems aktiva värmeledningsförmåga (när elektricitet tillförs) till dess passiva ledningsförmåga (när elen är avstängd).
Som forskarna noterar, de flesta kommersiella kylsystem har optimerats genom åren för användning i kylapplikationer, och är därför inte idealiska för aktiva kylningssituationer som att ta bort värme från en dator. De noterar också att ingenjörer vanligtvis använder ett mått som kallas den termoelektriska meritfiguren (zT) för att beskriva effektiviteten hos sådana system. Men igen, de föreslår att det inte är ett bra mått för aktiva kylsystem.
För att förbättra effektiviteten hos sådana system, forskarna letade efter material som hade bättre än konventionell värmeledningsförmåga. De hittade två som visade lovande:Kondo-effektmetaller och magnondragmetaller. De byggde en Peltier-kylare med metaller (kobolt och cerium-palladium) och ställde den mellan olika varma och kalla material, och testade det sedan för att se hur effektivt det var att ta bort värmen på den varma sidan och skicka den till den kalla sidan.
Forskarna rapporterar att när de applicerade fem ampere på enheten, den drog ut ungefär 100 milliwatt mer värme än den gjorde när ingen ström tillsattes. När det gäller värmeledningsförmåga, enheten uppmättes till 40 W/mK i passivt läge och nådde 1000 W/mK med några värmeskillnader.
© 2019 Science X Network
