Deux façons de refroidir. Un réfrigérateur transfère la chaleur d'un objet froid à son environnement plus chaud (à gauche). Par contre, un système de refroidissement actif aide la chaleur à se déplacer plus efficacement dans sa direction naturelle, d'un objet chaud à l'environnement plus frais (à droite). Un nouveau système de refroidissement actif est optimisé pour ce deuxième objectif et peut être utile pour refroidir les composants chauds. Crédit :M. J. Adams/Ohio State University, passant par La physique
Une équipe de chercheurs de l'Ohio State University et de l'Université de Virginie a trouvé un moyen d'utiliser des métaux avec un facteur de puissance thermoélectrique élevé pour créer des refroidisseurs actifs tout-solides efficaces. Dans leur article publié dans la revue Examen physique appliqué , le groupe décrit sa nouvelle approche du refroidissement des appareils électroniques et son efficacité.
Systèmes de refroidissement actifs, par définition, sont des systèmes de refroidissement qui utilisent l'électricité pour refroidir un appareil chaud ou chaud jusqu'à la température ambiante. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont découvert que de tels systèmes pourraient bénéficier de l'utilisation de métaux spéciaux. Ils ont également inventé un nouveau terme à utiliser comme mesure de conductivité thermique effective. Dans les systèmes de refroidissement actifs, les porteurs de charge calorifiques circulent du côté chaud d'un objet vers le côté plus froid lorsque l'électricité est appliquée - la conductivité thermique effective est un nombre qui est calculé en ajoutant la conductivité thermique active d'un système (lorsque l'électricité est appliquée) à sa conductivité passive (lorsque l'électricité est coupée).
Comme le notent les chercheurs, la plupart des systèmes de refroidissement commerciaux ont été optimisés au fil des ans pour une utilisation dans des applications de réfrigération, et ne sont donc pas idéales pour les situations de refroidissement actif telles que l'élimination de la chaleur d'un ordinateur. Ils notent également que les ingénieurs utilisent généralement une mesure appelée figure de mérite thermoélectrique (zT) pour décrire l'efficacité de tels systèmes. Mais, ils suggèrent que ce n'est pas une bonne mesure pour les systèmes de refroidissement actifs.
Pour améliorer l'efficacité de ces systèmes, les chercheurs ont recherché des matériaux ayant une conductivité thermique supérieure à la normale. Ils en ont trouvé deux prometteurs :les métaux à effet Kondo et les métaux magnon-drag. Ils ont construit un refroidisseur Peltier utilisant les métaux (cobalt et cérium-palladium) et l'ont placé entre divers matériaux chauds et froids, puis l'a testé pour voir à quel point il était efficace pour éliminer la chaleur du côté chaud et l'envoyer du côté froid.
Les chercheurs rapportent que lorsqu'ils ont appliqué cinq ampères à l'appareil, il a retiré environ 100 milliwatts de chaleur de plus qu'en l'absence de courant. En termes de conductivité thermique, l'appareil a été mesuré à 40 W/mK en mode passif et a atteint 1000 W/mK avec quelques différentiels de chaleur.
© 2019 Réseau Science X
