پژوهشگران دانشگاه هیوستون با توسعه دیود حرارتی جدید، فناوری خنککنندهای برای گوشیها و خودروهای برقی ارائه دادند که داغ شدن باتری را کاهش میدهد.
این پژوهشگران تکنیک نوآورانهای در مدیریت حرارت ارائه کردهاند که مانند یک «دیود حرارتی» عمل میکند و گرما را تنها در یک جهت هدایت مینماید. این پیشرفت، که بر پایه مفهومی به نام اصلاح حرارتی (thermal rectification) شکل گرفته، توسط بو ژائو، استاد برجسته و بینالمللی مهندسی در کالج مهندسی کالن و دانشجوی دکتری او، سینا جعفری قلعه کهنه توسعه یافته است. این فناوری جدید میتواند به طور نظری به کنترل نقاط داغ در الکترونیک کمک کند، عمر باتری را افزایش دهد و از داغ شدن بیش از حد جلوگیری کند، همانطور که در Physical Review Research منتشر شده است.
گوشیهای هوشمند و تجهیزات الکترونیکی قابل حمل امروزی اغلب با مشکل حرارت مواجه هستند، چرا که مواد سنتی اجازه میدهند انرژی حرارتی آزادانه در تمام جهات حرکت کند. این موضوع باعث میشود گرمای داخلی باتری یا پردازندهها باقی بماند یا حتی به بخشهای دیگر بازگردد که نتیجه آن دمای بیش از حد، کاهش عملکرد و فرسایش سریعتر باتری است. طراحی جدید دیود حرارتی این روند را تغییر میدهد و با هدایت گرما به جلو و جلوگیری از بازگشت آن به مهندسان امکان میدهد دما را در داخل دستگاهها با دقت بیشتری کنترل کنند.
بر اساس گزارش DigitalTrends، این تیم تحقیقاتی ساختارهایی با استفاده از مواد نیمههادی و در حضور میدان مغناطیسی ایجاد کرده است، که نحوه حرکت انرژی در سطح میکروسکوپی را تغییر میدهد. این ساختار مسیر یکطرفهای برای گرما ایجاد میکند، درست مانند دیود الکتریکی که جریان برق را فقط در یک جهت عبور میدهد. به این ترتیب گرما از نواحی حساس خارج و از بازگشت آن جلوگیری میشود.
این فناوری با کنترل جریان گرمای تابشی به این شکل، شکل جدیدی از مدیریت حرارتی را ارائه میدهد که میتواند خطر داغ شدن بیش از حد گوشیها، خودروهای برقی، ماهوارهها و حتی سیستمهای هوش مصنوعی با کارایی بالا را کاهش دهد، جایی که تجمع گرما یک چالش مهم طراحی است. پیش از این نوآوری، داغ شدن بیش از حد غالباً عمر باتری و قابلیت اطمینان دستگاه را محدود میکرد و دماهای بالا حتی میتوانست باعث تسریع فرسایش باتری شود. دیود حرارتی میتواند اجزای کلیدی را حتی در شرایط استفاده سنگین یا محیطهای گرم در دمای مطلوب نگه دارد.
