Onderzoek - ontwikkeling en innovatie
26 maart 2024
Sneller laden met diamanten
Toenemende vermogensdichtheden en de daarmee gepaard gaande grotere warmteafvoer in elektronische componenten vereisen nieuwe materialen. Diamant wordt gekenmerkt door zijn hoge warmtegeleidingsvermogen, die vier tot vijf keer hoger is dan die van koper. Dit maakt het materiaal bijzonder interessant voor het koelen van vermogenselektronica voor elektromobiliteit, fotovoltaïsche energie of opslagsystemen.
Tot nu toe hebben koellichamen gemaakt van koper of aluminium het warmte-uitstralende oppervlak van een warmteproducerend onderdeel vergroot en zo schade veroorzaakt door oververhitting helpen voorkomen. Wetenschappers van Fraunhofer USA Inc., Center Midwest CMW in East Lansing, Michigan, een onafhankelijke dochteronderneming van de Fraunhofer Gesellschaft, hebben nu nanomembranen ontwikkeld van synthetische diamant die dunner zijn dan een mensenhaar. Het flexibele materiaal kan direct in elektronische componenten worden geïntegreerd. De flexibele, elektrisch isolerende nanomembranen van Fraunhofer USA hebben het potentieel om de lokale warmtebelasting van elektronische componenten met een factor tien te reduceren. Dit verbetert de energie-efficiëntie, levensduur en rijprestaties van elektrische auto’s aanzienlijk. Nog een voordeel: in de laadinfrastructuur dragen de diamantmembranen bij aan een vijf keer grotere laadsnelheid. Het nanomembraan kan op waferschaal (4 inch en groter) worden gefabriceerd, waardoor het geschikt is voor industriële toepassingen. Op de ontwikkeling is al patent aangevraagd. Dit jaar starten er applicatietests met omvormers en transformatoren in toepassingsgebieden zoals elektromobiliteit en telecommunicatie.
Quicklinks
Meer nieuws over Onderzoek - ontwikkeling en innovatie
