Doorbraak in peltier techniek

Science Daily bericht over een doorbraak op het gebied van thermocouple apparaten, peltier elementen dus. Onderzoekers van het Research Triangle Institute (RTI) uit North Carolina hebben een methode ontwikkeld om peltier elementen te maken die vele, en vele malen efficiënter zijn dan de huidige elementen. Door het sturen van een stroom door duizenden superdunne laagjes gemaakt van twee verschillende halfgeleiders kunnen de onderzoekers iets 20,000 keer zo snel warm of koud maken als voorheen mogelijk was. Ter vergelijking: de meeste peltier elementen die momenteel op de markt zijn bestaan uit enkele tientallen à honderd blokjes halfgeleider materiaal. Een grote stap voorwaarts:

In the 1990s ONR set out to discover and understand the science that would lead to new thermoelectric materials with potentially higher efficiency. RTI was one of the first groups ONR supported. They had a unique idea to separate electrical transport from thermal transport through an artificially engineered material based on a semiconductor superlattice. Over the years they had to surmount many obstacles: first they had to develop a chemical vapor deposition method to make thin films with repeating structures only tens of angstroms thick. Next they had to measure the properties of the structure. Finally they had to apply what they’d discovered and make a prototype device.

This marks the beginning of a new era in thermoelectrics. Ultimately these new materials will be engineered into many devices—eventually into plug-in modules—all at an affordable price. The RTI group has cleared the first hurdle: demonstrating the scientific feasibility of engineering such a material into prototype devices. ONR is also supporting solid state synthesis approaches to produce bulk thermoelectric materials. “The potential of all this could be truly significant and broad-based,” says Rama Venkatasubramanian of RTI. “Stay tuned,” adds Pazik.

Met dank aan Anoniem: 27633 voor de tip!

Reacties (35)

[MLS]

Hoe zit het met het stroomverbruik?

[Hielko]

Als de efficienty hoger is, het het stroomverbruik logischerwijs lager

[Renegade]

In het artikel staat niet vermeld of er een ander hoeveelheid stroom is gebruikt, er staat alleen dat de stroom er meer dan 20.000 maal sneller doorheengaat. Uitgaande van dezelfde stroom heb je dus meer waar voor je geld (een beter koeling bij een gelijke stroom), dat hoeft dus niet noodzakelijk een besparing te betekenen, alhoewel je wel kunt redeneren dat als je nu een efficietere koeling hebt, je het element minder vaak hoeft aan te spreken voor hetzelfde resultaat. (overigens ga ik hier puur van mijn eigen beredenering uit, er zal vast wel een naatuurkundige zijn die het me beter kan vertellen )

[Anoniem: 28741]

Er staat niet dat de stroom er 20.000 keer zo snel doorheen gaat, maar dat deze nieuwe peltier iets 20.000 keer zo snel warm of koud kan krijgen.
Anders zou het betekenen dat het Amperé gehalte 20.000 keer zo hoog zou liggen, mooie stoppenkast die dat trekt

edit:

typo, maar t was duidelijk wat ik bedoelde

[Anoniem: 41905]

Ik kan het AMPER volgen

[Anoniem: 4629]

Amperé

[MLS]

Jawel, maar met welke factor zal deze verlaagd worden?
Kan ik niet uit de tekst opmaken.

[Anoniem: 14295]

20,000 keer zo snel

is het niet zo dat de delta T belangrijker is voor een tweaker?

als een peltier je proc kan koelen binnen een seconde heeft het mijn inziens weinig nut om dit proces 20000 keer sneller te doen

de temp blijft dan toch gelijk of zie ik dat verkeerd

enigste voordeel zou kunnen zijn dat deze techniek minder warmteafgifte kent wat zou betekenen dat je geen waterkoeling meer nodig hebt om je pelt een beetje goed te koelen

[Hielko]

DeltaT en Qmax zijn inderdaad de meest interessante gegevens, maar deze worden niet gegeven in het bronartikel. Maar niettemin zegt 20.000x sneller ook iets. Er zit namelijk zeker een verband tussen de snelheid, DeltaT en Qmax .

[Anoniem: 40369]

Het mooie is dat het blijkbaar 1 grote stapeling van peltiers is..
daardoor valt een veel groter temperatuurverschil te behalen dan tot nu toe mogelijk was met een enkellaags peltier.

en als de efficienty hoger ligt, wordt het alleen maar interessanter! het grootste probleem van een peltier is de extra warmte die wordt geproduceerd door de peltier zelf (en dus ook naar de warme kant 'gepompt' moet worden. Hier werkt de efficienty dus eigenlijk dubbelop!

met een efficienty van 90% zou je aan een bepaalde peltier@12V dan maar ~8/9A nodig hebben voor een fatsoenlijk koelresultaat. 400W voeding .. klaar
tegelijkertijd worden de eisen voor de koeling ook stukken lager (factor 2/3) zodat je waterkoeling weer een stuk stiller wordt...

maar goed, ik droom wel verder

[Anoniem: 11269]

als een peltier je proc kan koelen binnen een seconde heeft het mijn inziens weinig nut om dit proces 20000 keer sneller te doen

Ik ben geen natuurkundige, maar als ik bovenstaande bekijk, dan zou dat kunnen betekenen dat er geen extra voeding meer nodig is om een peltier element in je kast te proppen. Hier zou dan het voordeel te behalen zijn, of niet soms?

[Aetje]

Zeker. Een peltiervoeding is zwaar meestal. En die energie moet ook nog eens weg.
Als de peltiers sneller de energie wegkrijgen, hoeven ze minder krachtig te draaien voor het zelfde effect. De winst ligt dan in energieverbruik en benodigde koeling.

[Makkelijk]

Nog veel erger aan al die energie is dat het nogal duur is

[Nicap]

Je zou maar zo'n achternaam hebben: Venkatasubramanian

[Hazzz-E]

Je zou maar zo'n achternaam hebben: Venkatasubramanian

Als je die eens in chocoletters kon krijgen.

Er zit namelijk zeker een verband tussen de snelheid, DeltaT en Qmax

kun je dat misschien uit leggen??

[Anoniem: 12863]

koel de techniek staat voor niks kan ik meschien eindelijk met een peltier me proc koelen op -5

[Netman768]

met een 20.000 X zo grote efficientheid, wel -100 (theoretisch dan)

[Molybdenum]

efficientie moet je niet in temperatuur uitdrukken, maar in energieverbruik. met een huidig peltier haal je ook wel -100 (maar dan moet de omgeving ook kouder zijn), maar dat kost je gruwelijk veel vermogen.

[MrCoolion]

Allemaal leuk en aardig , voor de PC gebruikers heeft dit allemaal helemaal geen nut. De wet van behoud van energie zegt dat de totale energie gelijk moet blijven. Dus als je pentium processor 100 W warmte afgeeft , kost 't je minimaal 100 W extra om 't weer af te voeren. Dus nog duuredere pc's. Wat wel zin heeft is een zuiniger processor te maken met dezelfde / betere rekenkracht mbv andere materialen.

[Roland684]

En Peltier verplaatst de warmte. En hoeveel energie je nodig hebt om een bepaalde hoeveelheid energie te verplaatsen heeft weinig te maken met de wet van behoudt van energie.
Wel is het zo dat je niet alleen de processorwarmte verder moet afvoeren (de Peltier neemt de energie immer niet op) maar dat je ook de energie die de peltier heeft gebruikt om de warmte van de processor weg te voeren, ook moet afvoeren.

[MrCoolion]

Jullie snappen er weer geen ene bal van heh...
Stel de chip geef 100 W af bij 25 C omgevings temperatuur. Als je 80 W wil af voeren is in 't ideaal geval de temperatuur buiten zodanig laag dat luchtstroming vanzelf gaat. In de werkelijkheid is de temperatuur buiten de kast maar iets lager dan erbinnen. Je krijgt dus nooit een ideaal afvoer. Met de blower verzacht je de hotspot. Je stopt veel energie toe om stroming aan de gang te brengen. Met een peltier doe je precies hetzelfde alleen heeft 't geen mechanische wrijving. Maar je moet nog steeds als de pleuris energie erin stoppen, want buiten wordt 't echt niet vanzelf kouder.... snappie-vous?

[Sandervg]

Weet niet of dit helemaal opgaat wat je zegt. Punt is dat de proc welliswaar warmte produceert maar dit kan je in pricipe met een eenvoudig koelertje afvoeren.

Peltiers gebruik je om een extra lage temperatuur te krijgen dit is dus maar een eenmalige energie aafdracht. Het punt met peltiers is juist dat ze zelf veel EXTRA warmte produceren (aan de goed kant uiteraard), als dit minder waordt kan je dus ook met minder koeling toe.

Zou een peltier onder een goeie luchtkoeler dan tot de mogelijkheden behoren?

[Anoniem: 15473]

Tijdje terug bezig geweest met Japanse producent. Ook zij maakten Peltiers met een veel hoger rendement dan normaal. Maar het grootste probleem is dat je toch nog altijd dat de gewenste koeling minimaal rechtevenredig is met de opgewekte warmte. En die warmte moet je kwijt kunnen........

[TagForce]

Dus...
Je bedoelt dat de warmte nu 20.000x zo snel naar de warme kant van de peltier geperst wordt, en dat de warmte afvoer dus ook ff iets efficienter moet worden??
Dat lijkt mij tenminste. Dat komt er op neer dat de koele kant bij dezelfde voeding veel koeler wordt, maar de warme kant veel warmer (immers, efficientere afvoer betekend dat de warmte sneller verplaatst, en je proc dus meer warmte in het koele deel kwijt kan).

Nou was ik al bezig een systeem te verzinnen wat geen water (de vloeistof met het beste Warmte geleidingscoefficient voor ons, namelijk 0,6) maar kwik gebruikt, maar het pompen van kwik is lastig omdat het ongeveer 13,5x zo zwaar is als water.
Kwik heeft dan wel een warmte geleidingscoeff. van 10,8 (dus ruwweg 20x zo snel warmte opnemend), maar als je dat kwik niet snel wegkrijgt dan heb je er nog niet veel aan.

Dit is allemaal wel gelul, maar als we sneller warmte moeten gaan opnemen dan zullen we toch naar een efficientere vloeistof moeten gaan zoeken...Kwik dus.

Correct me if I'm wrong.

[MrCoolion]

You're wrong....
Kwik is lekker giftig ...'t zal nooit geaccepteerd worden door de staatskeuringen. Verzin iets beters

[zork]

Dit vind ik een gave stap voorwaarts! Dat hebben wij tweakertjes natuurlijk ook wel nodig, na dit nieuwsbericht

Verder is het denk ik noodzakelijk dat er veel research in dit soort technieken is, want de cpu's worden steeds sneller en er komt een tijd dat we iets extremere cooling nodig hebben B.v. een mini-peltier

[Anoniem: 39897]

ik wil beginnen met overclocking met waterkoeling en pleiter elementen maar om goed de pleiter te gebruiken moet je veel geduld hebben en veel evaring op gebied electronica??
kijk hier http://www.tweakers.net/nieuws/15300?highlight=pelti er
En nu worden de Pleiter(s) makelijker in gebruik??
ik bedoel:stroom vorziening en inbouw (geen corosie)?

[Anoniem: 16125]

Is toch subliem . Kan je Peltier veel minder stroom verbruiken en nog even hard koelen . Misschien komen we dan tot het punt dat je je Peltier net zoals je fans recht op de voeding aansluit , en niet dat je zo'n reteduur ding moet kopen ...

[Diablow]

als het echt zo veel efficienter wordt zou ik me ook voor kunnen stellen dat ze die in een toekomstige proc erop stoppen, net zoiets als de heatsperader van de P4 nu maar dan extremer, moeten ze hem natuurlijk wel goed isoleren.