خودروهای برقی با غشای حاوی الماس سریعتر شارژ می شوند

الماس به دلیل هدایت حرارتی بسیار بالا شناخته شده است. این ماده برای خنک کردن قطعات الکترونیکی با چگالی توان بالا مانند پردازنده ها، لیزرهای نیمه هادی یا وسایل نقلیه الکتریکی بسیار مناسب است. محققان موسسه Fraunhofer موفق به تولید غشایی شدند که حاوی الماس مصنوعی است.

به گزارش ایسنا، از این نانوغشاء می توان در قطعات الکترونیکی استفاده کرد و در نتیجه تنش حرارتی را ده برابر کاهش داد. این کار به بهبود عملکرد و طول عمر خودروهای الکتریکی و کاهش قابل توجه زمان شارژ باتری کمک می کند.

افزایش چگالی توان و در نتیجه اتلاف حرارت بیشتر در قطعات الکترونیکی نیازمند مواد جدید است. رسانایی حرارتی الماس چهار تا پنج برابر بیشتر از مس است. به همین دلیل، وقتی صحبت از عملکرد خنک کننده در وسایل نقلیه الکتریکی، سلول های فتوولتائیک یا سیستم های ذخیره سازی می شود، ماده بسیار جالبی است.

تا به امروز، هیت سینک های ساخته شده از صفحات مسی یا آلومینیومی دارای سطح اتلاف حرارت افزایش یافته و در نتیجه از آسیب ناشی از گرمای بیش از حد جلوگیری می کنند. اما این غشای حاوی الماس، نازک‌تر از موی انسان، می‌تواند گام بزرگی در جهت بهبود عملکرد شارژرهای خودرو باشد.

این نانوغشاء پتانسیل این را دارد که بار حرارتی روی قطعات الکترونیکی مانند تنظیم کننده جریان در موتورهای الکتریکی را تا ده برابر کاهش دهد. این به طور قابل توجهی بهره وری انرژی، عمر مفید و رفتار رانندگی خودروهای الکتریکی را بهبود می بخشد. یکی دیگر از مزایای این فناوری افزایش پنج برابری سرعت شارژ در هنگام استفاده در شارژر است.

دکتر می‌گوید: «ما می‌خواهیم لایه‌ی مس را با نانو غشای الماسی خود جایگزین کنیم، که گرما را بسیار مؤثرتر از مس منتقل می‌کند. ماتیاس موهل، رئیس گروه فناوری های الماس در فراونهوفر ایالات متحده آمریکا. از آنجایی که غشای ما انعطاف‌پذیر و مستقل است، می‌توان آن را در هر نقطه از قطعه یا مس قرار داد یا مستقیماً در مدار خنک‌کننده ادغام کرد.»

Moehl و همکارانش با رشد یک نانو فیلم الماس پلی کریستالی بر روی یک ویفر سیلیکونی جداگانه و سپس برداشتن و حکاکی لایه الماس به این امر دست یافتند. این یک لایه صاف و شل از الماس ایجاد می کند که می تواند تا دمای پایین حدود 80 درجه سانتیگراد گرم شود و به قطعه متصل شود.

این نانوغشا را می توان در مقیاس ویفر (4 اینچ و بزرگتر) ساخت که آن را برای کاربردهای صنعتی مناسب می کند. قبلاً یک حق اختراع برای توسعه این فناوری به ثبت رسیده است. امسال آزمایش بر روی اینورترها و ترانسفورماتورها در زمینه هایی مانند حمل و نقل الکتریکی و مخابرات آغاز می شود.