Dos formas de enfriar. Un refrigerador transfiere calor de un objeto frío a su entorno más cálido (izquierda). Por el contrario, un sistema de enfriamiento activo ayuda a que el calor se mueva de manera más eficiente en su dirección natural, de un objeto caliente a un entorno más frío (derecha). Un nuevo sistema de enfriamiento activo está optimizado para este segundo propósito y puede ser útil para enfriar componentes calientes. Crédito:M. J. Adams / Universidad Estatal de Ohio, vía Física
Un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Ohio y la Universidad de Virginia ha encontrado una manera de utilizar metales con un factor de potencia termoeléctrico alto para crear refrigeradores activos eficientes totalmente de estado sólido. En su artículo publicado en la revista Revisión física aplicada , el grupo describe su nuevo enfoque para enfriar dispositivos electrónicos y qué tan bien funcionó.
Sistemas de enfriamiento activo, por definición, son sistemas de enfriamiento que utilizan electricidad para enfriar un dispositivo caliente o templado hasta la temperatura ambiente. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han descubierto que tales sistemas podrían beneficiarse del uso de metales especiales. También acuñaron un nuevo término para usar como métrica:conductividad térmica efectiva. En sistemas de enfriamiento activos, Los portadores de cargas portadoras de calor fluyen desde el lado caliente de un objeto hacia el lado más frío cuando se aplica electricidad; la conductividad térmica efectiva es un número que se calcula sumando la conductividad térmica activa de un sistema (cuando se aplica electricidad) a su conductividad pasiva (cuando la electricidad está cortada).
Como señalan los investigadores, La mayoría de los sistemas de refrigeración comerciales se han optimizado a lo largo de los años para su uso en aplicaciones de refrigeración. y, por lo tanto, no son ideales para situaciones de enfriamiento activo, como eliminar el calor de una computadora. También señalan que los ingenieros suelen utilizar una medida llamada figura de mérito termoeléctrico (zT) para describir la eficiencia de dichos sistemas. Pero otra vez, sugieren que no es una buena métrica para los sistemas de enfriamiento activos.
Para mejorar la eficiencia de tales sistemas, los investigadores buscaron materiales que tuvieran una conductividad térmica mejor que la convencional. Encontraron dos que parecían prometedores:metales de efecto Kondo y metales de arrastre magnón. Construyeron un enfriador Peltier usando los metales (cobalto y cerio-paladio) y lo colocaron entre varios materiales fríos y calientes, y luego lo probé para ver qué tan eficiente era para eliminar el calor del lado caliente y enviarlo al lado frío.
Los investigadores informan que cuando aplicaron cinco amperios al dispositivo, Sacó aproximadamente 100 milivatios más de calor que cuando no se aplicó energía. En términos de conductividad térmica, el dispositivo se midió a 40 W / mK en modo pasivo y alcanzó 1000 W / mK con algunas diferencias de calor.
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