Elektriksiz çalışan yeni soğutma teknolojisi

Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü ile Tsukuba Üniversitesi araştırmacıları, dışarıdan elektrik enerjisi veya motor kullanmadan doğrudan atık ısıyla çalışan katı hal elastokalorik soğutma sistemi geliştirdi. KIT ZEco Termal Laboratuvarı’ndan Dr. Jingyuan Xu liderliğindeki ekip, nikel-titanyum şekil hafızalı alaşımlardan oluşan iki ultra ince filmi bir araya getirerek termal enerjiyi mekanik harekete, ardından soğutma etkisine dönüştürdü. Sistem, veri merkezleri ve elektrikli araçlar gibi yüksek ısı üreten alanlarda alternatif bir soğutma yöntemi olarak değerlendiriliyor.

ÇİFT FİLM

Sistemde 22 mikrometre kalınlığındaki ilk NiTi film atık ısıya maruz kaldığında büzülerek termal enerjiyi mekanik çekme kuvvetine dönüştürüyor. Bu hareket, 26,5 mikrometre kalınlığındaki ikinci süperelastik filmi gererek soğutma etkisini başlatıyor. Elektrik motoru veya elektromekanik aktüatör gerektirmeyen yapı, 86 derece seviyesindeki ortam ısısıyla bileşen düzeyinde 4 derece, malzeme genelinde ise 13 dereceye kadar sıcaklık düşüşü sağlayabiliyor.

YÜKSEK VERİM

Laboratuvar testlerinde prototipin teorik soğutma verimliliğinin yüzde 84’üne kadar ulaştığı belirtildi. Sistem, 130 dereceye kadar çıkan harici ısı kaynaklarında çalışmayı sürdürebiliyor ve ticari elektromekanik aktüatörlere göre 10 kat daha yüksek kuvvet-yer değiştirme oranı sunuyor. Kimyasal soğutucu akışkan kullanmayan katı hal mimarisi, sızıntı riskini de ortadan kaldırıyor.

UYGULAMA ALANLARI

Araştırmacılar, şekil hafızalı alaşım filmlerini paralel bağlayarak sistemi daha büyük ölçeklere taşımaya çalışıyor. İlk kullanım hedefleri arasında veri merkezlerinde işlemcilerden çıkan atık ısının yeniden kullanılması ve elektrikli araçlarda aktarma organlarının ürettiği ısının kabin içi elektroniklerin soğutulmasına yönlendirilmesi bulunuyor. Teknoloji, atık ısının doğrudan soğutma amacıyla değerlendirilmesine yönelik yeni bir yaklaşım sunuyor.