Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Je kunt ook een cookievrije versie van de website bezoeken met minder functionaliteit. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door , , reacties: 9, views: 13.122 •

Wetenschappers van het Carnegie Geophysical Laboratorium zeggen een ferro-elektrisch kristal gevonden te hebben waarmee een zeer sterk electrocaloric effect is op te wekken. Deze kristallen zouden in staat zijn om andere materialen, zoals chips, tot op nanoschaal te koelen.

Het bestaan van het electrocaloric effect is al bekend sinds de jaren 30 maar wordt tot op heden niet buiten laboratoria gebruikt. Dit is te wijten aan het feit dat er nog geen stoffen bekend waren waarbij dit effect zeer sterk kon optreden, waardoor de techniek praktisch nutteloos was. De Amerikaanse wetenschappers ontwikkelden een computermodel van het molecuul lithiumniobaat (LiNbO3) en toonden met een simulatie aan dat het effect bij dit kristal wel zeer sterk aanwezig is.

Bij het electrocaloric effect verandert de temperatuur van een diëlektrisch materiaal dat (de)polariseert onder invloed van een elektrisch veld. Een hittebron kan gekoeld worden doordat het materiaal in contact wordt gebracht met de bron, het materiaal absorbeert dan vervolgens de hitte waardoor de entropie stijgt. Daarna wordt het materiaal verwijderd van de bron en overgebracht naar de heatsink. Ondertussen wordt een elektrisch veld gegenereerd waardoor de temperatuur omhoog gaat en het materiaal de hitte afstaat aan de heatsink. Vervolgens wordt de temperatuur met behulp van het elektrische veld weer omlaag gebracht en kan het materiaal weer hitte opnemen van de bron.

Als diëlektrisch materiaal wordt altijd voor ferro-elektrisch materiaal gekozen. Ferro-elektrische stoffen kunnen zonder de aanwezigheid van een elektrisch veld spontaan polariseren. Daarnaast is de polarisatie of het terugdraaien daarvan onder invloed van een elektrisch veld bij ferro-elektrische stoffen niet lineair. Daardoor kan heel snel een grote temperatuurwisseling plaatsvinden.

Het kenmerkende van het hier gebruikte LithiumNiobaat is dat het een hele lage transitietemperatuur heeft. Elke ferro-elektrische stof heeft een transitietemperatuur, boven die temperatuur word de stof para-elektrisch en polariseert de stof niet meer zonder aanwezigheid van een elektrisch veld. Bij experimenten werden tot nu toe enkel ferro-elektrische stoffen met een hoge transitietemperatuur gebruikt, bij deze stoffen trad nooit een heel sterk electrocaloric effect op. Nu hebben de wetenschappers met behulp van de computersimulatie ontdekt dat het electrocaloric effect wel zeer sterk optreed bij ferro-elektrische stoffen met een lage transitietemperatuur. De ontdekking kan op termijn gebruikt worden om te voorkomen dat computerchips oververhit raken.

Reacties (9)

Hier kan je wat meer informatie zien over de stof die ze gebruiken:
http://en.wikipedia.org/wiki/Lithium_niobate

Ook met formules om temperatuur verschillen te berekenen.
screw waterkoeling, doe mij dit maar :P
Maar even serieus, dit zijn dus een soort kristallen die in theorie de vloeistof kunnen vervangen in heatpipes als ik het goed heb? enige nadeel is dat je dan een electisch veld moet generen wat me niet echt bevordelijk lijkt voor de levensduur van de gekoelde chip, of zit ik fout te denken?
Als ik dit goed lees neemt deze stof temperatuur op (bij een temp verschil natuurlijk..) bij laten we zeggen de CPU (word de stof 10-15 graden warmer), wordt de stof getransporteerd naar een heatsink. Hier wordt de stof onder elektriciteit gezet en wordt deze nog warmer (bij de heatsink en niet de CPU) en kan deze dus effectiever zijn warmte(energie) kwijt.

Als de elektriciteit dan van de stof afgehaald wordt is de stof weer koud en kan deze weer warmte(energie) opnemen van de CPU. Het zelfde systeem als een koelkast/cpu koeler op dit moment. Alleen door de elektriciteit stap kan de stof meer warmte kwijt in de heatsink en dus is (theoretisch) de koeling effectiever.
Mwah, misschien wel effectiever, maar is het ook efficienter? Je moet er immers weer energie tegenaan gooien om het te gaan koelen. Dan kun je beter een peltier-element gebruiken om je warme zaakjes af te handelen.
Het gaat hier om een electrisch veld niet om stroom met andere woorden het kost enkel de energie die nodig is om het extra temperatuur verschil te genereren. Dit is enkele orders van grootte dan een peltier element levert.
Als ik dit goed lees neemt deze stof temperatuur (warmte-)energie op (bij een temp verschil natuurlijk..) (..)
Voor de rest lijkt je uitleg te kloppen (denk ik).
screw waterkoeling, doe mij dit maar :P
Maar even serieus, dit zijn dus een soort kristallen die in theorie de vloeistof kunnen vervangen in heatpipes als ik het goed heb? enige nadeel is dat je dan een electisch veld moet generen wat me niet echt bevordelijk lijkt voor de levensduur van de gekoelde chip, of zit ik fout te denken?
Je koelt hiermee je IC binnen je package zodat je meer vermogen in je IC kan dissiperen voordat hij lapot zou gaan. Beter gezegd, een soort warmtepomp van je IC naar zijn package.
De warmte moet je daarna wel nog afvoeren. Heatpipes kunnen dat heel snel transporteren naar een grote heatsink, dus nee dit is geen vervanging.
Dat fysiek wel of niet in contact brengen van het materiaal met de heat source en de heat sink lijkt me niet zo zo praktisch...

Maar zou je dan niet met een paar van dit soort lagen materiaal, met steeds een apart aan te sturen elektrisch veld er omheen, een soort actieve transportband voor warmte maken? Door de lagen afwisselend van wel, een beetje of geen veld te voorzien, kan je dus actief zorgen dat warmte van de bron naar de sink getransporteerd wordt zonder de lagen zelf te verplaatsen.
LiNbO3 ofwel lithiumniobaat, is een zout, dus het bestaat uit ionen: het vormt dus geen moleculen. Wel zo netjes dat even te corrigeren in 'deeltje' of 'stuk kristal.'

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.



Populair:Apple iPhone 6Samsung Galaxy Note 4Apple iPad Air 2FIFA 15Motorola Nexus 6Call of Duty: Advanced WarfareApple WatchWorld of Warcraft: Warlords of Draenor, PC (Windows)Microsoft Xbox One 500GBTablets

© 1998 - 2014 Tweakers.net B.V. Tweakers is onderdeel van De Persgroep en partner van Computable, Autotrack en Carsom.nl Hosting door True

Beste nieuwssite en prijsvergelijker van het jaar 2013