انقلابی تازه در سوئیچ‌های حرارتی با اکسید سریم

یک پیشرفت تازه در فناوری سوئیچ‌های حرارتی با بهره‌گیری از اکسید سریم (CeO۲) محقق شده که عملکرد و پایداری این دستگاه‌ها را به‌طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد.

به گزارش خبرنگار علمی برنا به نقل از ساینس دیلی، سوئیچ‌های حرارتی دستگاه‌هایی هستند که با استفاده از برق، انتقال حرارت را کنترل می‌کنند و نقش مهمی در مدیریت حرارتی سیستم‌های مدرن دارند. با این حال، سوئیچ‌های حرارتی الکتروشیمیایی سنتی به دلیل عملکرد محدود خود نتوانسته‌اند به‌طور گسترده در صنایعی مانند الکترونیک، تولید انرژی و بازیابی گرمای تلف‌شده مورد استفاده قرار گیرند.

تیمی تحقیقاتی به رهبری «هیرومیچی اوتا» از مؤسسه علوم الکترونیکی دانشگاه هوکایدو، راه‌حلی نوآورانه برای این چالش ارائه کرده است. آنها با استفاده از لایه‌های نازک اکسید سریم به‌عنوان ماده فعال در سوئیچ‌های حرارتی، جایگزینی کارآمد و پایدار ارائه دادند. یافته‌های این تیم به‌تازگی در مجله Science Advances منتشر شده است.

تیم تحقیقاتی نشان داده است که سوئیچ‌های حرارتی مبتنی بر اکسید سریم عملکردی فراتر از استاندارد‌های پیشین دارند. به گفته اوتا، "این دستگاه جدید دارای نسبت هدایت حرارتی روشن/خاموش ۵.۸ و بازه تغییر هدایت حرارتی (κ) برابر با ۱۰.۳ وات بر متر-کلوین است که استاندارد جدیدی برای سوئیچ‌های حرارتی الکتروشیمیایی ایجاد می‌کند. "

هدایت حرارتی در حالت خاموش (حداقل) برابر با ۲.۲ وات بر متر-کلوین و در حالت اکسید شده (روشن) به‌طور قابل توجهی به ۱۲.۵ وات بر متر-کلوین افزایش می‌یابد. این مقادیر حتی پس از ۱۰۰ چرخه کاهش و اکسیداسیون، عملکرد پایداری نشان می‌دهند که دوام و قابلیت اطمینان بالای این فناوری را برای استفاده در کاربرد‌های عملی ثابت می‌کند.

یکی از مزایای برجسته این فناوری، استفاده از اکسید سریم است که ماده‌ای فراوان در زمین، اقتصادی و پایدار است. برخلاف سوئیچ‌های حرارتی سنتی که به مواد کمیاب و گران‌قیمت وابسته‌اند، اکسید سریم جایگزینی پایدار و در دسترس ارائه می‌دهد که هزینه‌ها و اثرات زیست‌محیطی را کاهش می‌دهد و در عین حال بازدهی، مقیاس‌پذیری و کاربردپذیری این فناوری را در صنایع مختلف افزایش می‌دهد.

توسعه سوئیچ‌های حرارتی مبتنی بر اکسید سریم یک پیشرفت بزرگ در فناوری مدیریت حرارتی به شمار می‌رود که کاربرد‌های گسترده‌ای در صنایعی نظیر خنک‌سازی الکترونیک و سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر دارد.

این سوئیچ‌ها با استفاده در کرکره‌های حرارتی و نمایشگر‌های پیشرفته، انتقال حرارت مادون قرمز را به‌صورت کارآمد تنظیم کرده، بازیابی گرمای تلف‌شده را افزایش داده و به بهبود بهره‌وری انرژی در سیستم‌ها کمک می‌کنند.

انتهای پیام/