Elektronica efficiënt koelen met met grafeen versterkte warmtepijpen

Het onderzoek is gepubliceerd in het wetenschappelijke Open Access-tijdschrift Nano Select.

Warmtepijpen worden nu meestal gemaakt van koper, aluminium of hun legeringen. Vanwege de relatief hoge dichtheid en beperkte warmteoverdrachtcapaciteit van deze materialen, worden warmtepijpen geconfronteerd met grote capaciteitsuitdagingen in toekomstige stroomapparaten en datacenters.

Grote datacenters, die bijvoorbeeld digitale bankdiensten en websites voor videostreaming leveren, zijn namelijk zo energie-intensief dat ze al meer uitstoot veroorzaken dan de luchtvaartsector. De nieuwe warmtepijpen zouden een aanzienlijke bijdrage kunnen leveren aan hun energie-efficiëntie.

De met grafeen versterkte warmtepijpen zijn gemaakt van met grafeen geassembleerde films met een hoge thermische geleidbaarheid, ondersteund met met koolstofvezel versterkte binnenoppervlakken. De onderzoekers testten buizen met een buitendiameter van 6 mm en een lengte van 150 mm. Ze vertonen grote voordelen en potentieel bij het koelen van een verscheidenheid aan elektronica en voedingssystemen, vooral waar een laag gewicht en een hoge corrosiebestendigheid vereist zijn. Het koude deel van de grafeen-versterkende warmtepijp kan worden vervangen door een koellichaam of een ventilator om de koeling nog efficiënter te maken.

De studie is gebaseerd op een samenwerking tussen onderzoekers van Chalmers University of Technology, Fudan University, Shanghai University, China, SHT Smart High-Tech AB, Zweden en Marche Polytechnic University, Italië.