Современные холодильники, кондиционеры и системы охлаждения дата-центров потребляют огромное количество электроэнергии. Перспективная альтернатива ученых из Технологического института Карлсруэ и Университета Цукубы — эластокалорическое охлаждение, система, в которой сплавы с памятью формы преобразуют тепловую энергию в механическую работу, пишет Techxplore.
Основной принцип охлаждения для рефрижераторов, кондиционеров и дата-центров не менялся свыше ста лет: электрический компрессор переносит тепло из одного места в другое. Однако по мере роста спроса на охлаждение возрастает и потребление электроэнергии. Эластокалорическое охлаждение использует для изменения температуры материала механическую деформацию.
Прототип, разработанный командой ученых, состоит из двух сверхтонких пленок никель-титана с взаимодополняющими функциями. Первая пленка при нагревании сжимается, преобразуя тепло в механическую работу — как миниатюрный тепловой двигатель без движущихся частей. Это движение передается второй пленке, в которой циклическая нагрузка и разгрузка вызывают обратимые изменения кристаллической решетки. Так возникает эффект охлаждения. Таким образом, тепло напрямую приводит в движение весь цикл, заменяя электрический привод.
В лабораторных испытаниях при температуре актуатора 86°C прототип достигает перепада температур в 4°C на уровне компонента, тогда как электрокалорическое рабочее тело охладилось почти на 13°C. Таким образом, исследователям впервые удалось экспериментально подтвердить осуществимость своей концепции. Кроме того, система надежно работала от внешнего теплового источника при 130°C, что подтверждает ее пригодность для реальных условий.
Теперь команда работает над параллельным соединением множества пленок для увеличения холодопроизводительности. Потенциал применения — от охлаждения процессоров с использованием их собственного тепла до охлаждения электроники в автомобилях с помощью тепла от двигателя.
Новые серверы Nvidia на базе платформы Rubin стали первыми в мире, перешедшими на стопроцентное жидкостное охлаждение. Каждый чип и каждый сетевой компонент охлаждается исключительно жидкостью в замкнутом контуре без единого вентилятора.
