2024年3月7日星期四

科學家研發出新型散熱材料,可將電動車充電速度提升五倍

IT之家3 月5 日消息,德國弗勞恩霍夫研究所(Fraunhofer) 的科學家利用超薄鑽石膜成功降低了電子元件的熱負荷,並有望將電動車的充電速度提升五倍。這項技術突破的關鍵在於鑽石優異的導熱性和絕緣性。

眾所周知,熱是電子設備運作的副產物,但過高的熱量會損害元件,甚至引發安全隱患。因此,散熱一直是電子產品設計的重要考量。傳統散熱器通常使用銅或鋁材質,但它們同時也是良好的導體,需要額外的絕緣層進行隔離。

弗勞恩霍夫研究所的研究團隊另闢蹊徑,將目光投向了鑽石這種兼具優異導熱性(有利於散熱)和電絕緣性(避免短路)的獨特材料。

「我們希望用鑽石奈米膜取代傳統的中間絕緣層,」 計畫研究員Matthias Mühle 表示,「鑽石可以加工成導電通路,能非常有效率地將熱量傳遞給銅製散熱器。同時,由於鑽石奈米膜具有柔性和獨立性,可以被放置在元件或銅板上任何位置,甚至直接整合到散熱迴路中。"

據IT之家了解,以往的鑽石散熱器厚度通常超過2 毫米,且難以與元件貼合。而新型鑽石奈米膜僅有1 微米厚,柔韌性好,只需輕微加熱至80 攝氏度即可與電子元件牢固結合。研究團隊透過在矽晶片上生長多晶鑽石薄膜,然後再剝離並蝕刻鑽石層來製備這些奈米膜。

研究人員估計,鑽石奈米膜可以將電子元件的熱負荷降低10 倍,從而顯著提升其使用壽命和整體設備的能源效率。此外,如果將此技術應用於充電系統,還可以將電動車的充電速度提升五倍。

更令人振奮的是,鑽石奈米膜可以直接在矽晶片上製備,易於實現大規模量產。目前,該團隊已為這項技術申請了專利,並計劃在今年稍後將其應用於電動車和電信領域的逆變器和變壓器中進行測試。



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