Novi toplotni materiali lahko povečajo hitrost polnjenja električnih vozil za petkrat
Pred kratkim so znanstveniki z inštituta Fraunhofer v Nemčiji uspešno zmanjšali toplotno obremenitev elektronskih komponent z uporabo ultratankih diamantnih filmov in imajo potencial za petkratno povečanje hitrosti polnjenja električnih vozil. Ključ do tega tehnološkega preboja je v odlični toplotni prevodnosti in izolacijskih lastnostih diamanta.
Kot je dobro znano, je toplota stranski produkt delovanja elektronskih naprav, vendar lahko pretirana toplota poškoduje komponente in celo povzroči varnostne nevarnosti. Zato je bilo odvajanje toplote vedno pomemben dejavnik pri načrtovanju elektronskih izdelkov. Tradicionalni hladilni odvodi običajno uporabljajo materiale iz bakra ali aluminija, vendar so tudi dobri prevodniki, ki zahtevajo dodatno izolacijo za izolacijo.
Diamant je edinstven material, ki združuje odlično toplotno prevodnost (koristno za odvajanje toplote) in električno izolacijo (izogibanje kratkim stikom). Lahko se predela v prevodno pot, ki lahko učinkovito prenaša toploto na bakrena hladilna telesa. Medtem pa jih je zaradi fleksibilnosti in neodvisnosti diamantnih nanofilmov mogoče namestiti kamor koli na komponente ali bakrene plošče in celo neposredno integrirati v hladilne tokokroge.
V preteklosti je debelina diamantnih hladilnikov običajno presegala 2 milimetra in jih je bilo težko namestiti s komponentami. Novi diamantni nanofilm je debel le 1 mikrometer in ima dobro prožnost. Za trdno povezavo z elektronskimi komponentami ga je treba le rahlo segreti na 80 stopinj Celzija. Raziskovalna skupina je pripravila te nanofilme z gojenjem polikristalnih diamantnih filmov na silicijevih rezinah, nato z luščenjem in jedkanjem diamantnih plasti.
Raziskovalci ocenjujejo, da lahko diamantni nanofilmi zmanjšajo toplotno obremenitev elektronskih komponent za 10-krat, kar bistveno izboljša njihovo življenjsko dobo in splošno energetsko učinkovitost naprave. Poleg tega lahko, če se ta tehnologija uporabi za polnilni sistem, poveča tudi hitrost polnjenja električnih vozil za petkrat.
