Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
© Chalmers Analys | 03 juli 2013

Grafen ger effektiv nedkylning av elektronik

Ett skikt av grafen kan sĂ€nka arbetstemperaturen i vĂ€rmepunkter som inuti en processor med upp till en fjĂ€rdedel – vilket kan förlĂ€nga livslĂ€ngden vĂ€sentligt pĂ„ datorer och annan elektronik.
Ett forskarlag frÄn Chalmers, i samarbete med universitet i Hongkong och Shanghai samt SHT Smart High Tech AB, Àr först med att visa att grafen har en kylande effekt pÄ kiselbaserad elektronik.

"UpptÀckten gör det ocksÄ möjligt att öka funktionaliteten och fortsÀtta pressa grÀnserna för miniatyrisering av elektronik," sÀger professor Johan Liu vid Chalmers som leder det internationella forskarsamarbetet.

Elektroniska system skapar i dag stora mÀngder vÀrme, framför allt pÄ grund av den stÀndigt ökande efterfrÄgan pÄ mer funktionalitet. För att behÄlla livslÀngden pÄ systemet Àr det viktigt att kunna avlÀgsna vÀrme effektivt. En tumregel sÀger att om arbetstemperaturen ökar med 10 grader Celsius, sÄ halveras livslÀngden i det elektroniska systemet.

I studien har forskarna fokuserat pĂ„ att sĂ€nka temperaturen i den lilla del dĂ€r elektroniken arbetar som mest intensivt – som till exempel inuti en processor. SĂ„dana smĂ„ vĂ€rmepunkter, eller hotspots, finns i all elektronik. StorleksmĂ€ssigt befinner de sig pĂ„ mikro- eller nanoskalan, det vill sĂ€ga runt en tusendels millimeter eller Ă€nnu mindre.

"Den normala arbetstemperaturen i de vÀrmepunkter vi kylt med ett skikt grafen ligger mellan 55 och 115 grader Celsius. Den temperaturen har vi lyckats sÀnka med upp till 13 grader, vilket inte bara ger en bÀttre energieffektivitet utan dessutom förlÀnger livstiden pÄ elektroniken," sÀger Johan Liu.

Effektiv kylning Àr en stor utmaning i mÄnga olika tillÀmpningar, som till exempel fordonselektronik, kraftelektronik, datorer, radiobasstationer och för olika lysdioder, sÄ kallade LED-lampor. I fordonselektroniska system kan varje enskild enhet i tÀndsystemet pumpa ut upp till 80 W kontinuerligt och i övergÄende skede upp till 300 W (inom 10 nanosekunder). LED-lampor kan ha en vÀrmeintensitet nÀstan lika stor som solens, med upp till 600 W/cm2, pÄ grund av sin extremt lilla storlek.

BÀttre kylning av elektronik kan ge mycket stora vinster. Enligt en fÀrsk amerikansk undersökning, som bygger pÄ data frÄn 2006, gÄr cirka 50 procent av den totala el som anvÀnds för att köra dataservrar till att kyla systemen.
Annons
Annons
Annons
Annons
Visa fler nyheter
2019-01-11 20:28 V11.10.27-1