Un team di ricercatori dell'Ohio State University e dell'Università della Virginia ha trovato un modo per utilizzare metalli con un elevato fattore di potenza termoelettrica per creare efficienti refrigeratori attivi completamente allo stato solido. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Revisione fisica applicata , il gruppo descrive il loro nuovo approccio al raffreddamento dei dispositivi elettronici e il modo in cui ha funzionato.

Sistemi di raffreddamento attivo, per definizione, sono sistemi di raffreddamento che utilizzano l'elettricità per raffreddare un dispositivo caldo o caldo fino alla temperatura ambiente. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno scoperto che tali sistemi potrebbero trarre vantaggio dall'uso di metalli speciali. Hanno anche coniato un nuovo termine da utilizzare come metrica:conduttività termica effettiva. Nei sistemi di raffreddamento attivo, i portatori di carica che trasportano calore fluiscono dal lato caldo di un oggetto al lato più freddo quando viene applicata l'elettricità:la conduttività termica effettiva è un numero che viene calcolato sommando la conduttività termica attiva di un sistema (quando viene applicata l'elettricità) alla sua conduttività passiva (quando l'elettricità è spenta).

Come notano i ricercatori, la maggior parte dei sistemi di raffreddamento commerciali sono stati ottimizzati nel corso degli anni per l'uso in applicazioni di refrigerazione, e quindi non sono ideali per situazioni di raffreddamento attivo come la rimozione di calore da un computer. Notano anche che gli ingegneri in genere usano una misura chiamata figura di merito termoelettrica (zT) per descrivere l'efficienza di tali sistemi. Ma di nuovo, suggeriscono che non è una buona metrica per i sistemi di raffreddamento attivi.

Per migliorare l'efficienza di tali sistemi, i ricercatori hanno cercato materiali con una conduttività termica migliore di quella convenzionale. Ne hanno trovati due promettenti:i metalli con effetto Kondo e i metalli a trascinamento magno. Hanno costruito un refrigeratore Peltier utilizzando i metalli (cobalto e cerio-palladio) e lo hanno posizionato tra vari materiali caldi e freddi, e poi l'ho testato per vedere quanto fosse efficiente nel rimuovere il calore dal lato caldo e inviarlo al lato freddo.

I ricercatori riferiscono che quando hanno applicato cinque ampere al dispositivo, ha tirato fuori circa 100 milliwatt in più di calore rispetto a quando non è stata applicata alcuna alimentazione. In termini di conducibilità termica, il dispositivo è stato misurato a 40 W/mK in modalità passiva e ha raggiunto i 1000 W/mK con alcuni differenziali termici.

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