A számítógépes chipek gyorsabban működnek és tovább tartanak, ha hűvösek maradnak – ezt jó régóta tudjuk. A hűtés elengedhetetlen az elektromos autók akkumulátorainak gyors feltöltéséhez és tartós működéséhez. A gyémántnak pedig két hatalmas előnye is van e téren.
Ahol áram folyik, ott van ellenállás. Végső soron ez súrlódás, bár atomi szinten. Így hő keletkezik, mint bárhol máshol, ahol súrlódás lép fel. Ez a hőfejlődés akkor válik kritikussá, ha vagy viszonylag nagy mennyiségű áramra van szükség egy nagyon kis helyen. Például okostelefonok és notebookok processzoraiban vagy elektromos autók nagy teljesítményű akkumulátoraiban.
Itt nem csak az a probléma, hogy nincs hely bonyolult hűtőrendszerek számára. Ehelyett mindig szigetelőréteget kell felvinni, mivel a műanyagok és más nem vezető anyagok általában rendkívül rosszul hűlnek. Ehelyett csak szigetelnek.
Míg a népszerű hőleadó fémek, például az alumínium vagy a réz hővezető képessége méterenként 300 watt és Kelvin (az ezüst még 400-at is kibír, de akkor egy kicsit túl drága), a műanyagok 1 alatti értékeket érnek el.
A gyémántok egészen mások: rendkívül erős, háromdimenziós szénatomrácsuk sokszorosan felülmúlja még az ezüstöt is. Méterenként és Kelvinenként csaknem 2300 wattot képes eloszlatni. És itt nem folyik elektromosság, mivel a rács fémekhez hasonlít, de hiányoznak a vezetőképességhez szükséges elektronok.
Sajnos az anyag nem feltétlenül olcsó és a feldolgozása sem egyszerű. Vagy eddig nem volt. Az egyesült államokbeli michigani Fraunhofer Research Centerben apró és ostyavékony gyémántlemezeket fejlesztettek. A kutatók szilícium lapkákat használnak, amelyek a chipgyártásból ismertek. Ezekre gyémánt membránt tesznek, melyek csak mikrométer vastagok és néhány hüvelyk méretűek. Ezek helyettesíthetik a szigetelő réteget chipekben, akkumulátorokban és teljesítményelektronikában, például inverterekben is.
Ez 10 000-szeresére növeli a hőleadást pontosan ott, ahol keletkezik, ami figyelemre méltó eredményekhez vezethet. Összességében a teljes hűtőrendszer teljesítménye tízszeresére nő a jelenlegi technológiákhoz képest.
Sőt, ez még semmi, ugyanis Az akkumulátor töltése ötször gyorsabban is elvégezhető a gyémánt segítségével. Ezenkívül a gyors hőleadás alacsonyabb hőmérsékletet biztosít az érzékeny elektronikában. Ez pozitív hatással van az élettartamra és az energiahatékonyságra is.
Sajnos egy ilyen gyémántlemez nem olcsó. Azonban csak kis mennyiségek szükségesek, amelyeket közvetlenül a kritikus területekre kell felvinni a megfelelő méretben. A gyémántok szénkészlete pedig gyakorlatilag korlátlan.
techkalauz.hu – az online techmagazin
