پیشرفت جدید در سوئیچ‌های حرارتی با اکسید سریم کارایی و پایداری را چندبرابر می‌کند
علی باقری
۱۴ دی ۱۴۰۳
۱۴ دی ۱۴۰۳ - ۰۸:۳۳
تیم تحقیقاتی موسسه علوم الک‌ترونیکی دانشگاه هوکایدو با رهبری هیرومیچی اوتا، پیشرفتی قابل‌توجه در فناوری سوئیچ‌های حرارتی با استفاده از اکسید سریم (۲) محقق کرده است که کارکرد و پایداری این دستگاه‌ها را به‌شکل چشمگیری ارتقا می‌دهد.
سوئیچ‌های حرارتی دستگاه‌هایی هستند که با بهره‌گیری از برق، انتقال حرارت را کنترل می‌کنند و نقش مهمی در مدیریت حرارتی سیستم‌های مدرن ایفا می‌کنند. با این حال، سوئیچ‌های حرارتی الک‌تروشیمیایی سنتی به دلیل کارکرد محدود، نتوانسته‌اند به‌طور گسترده در صنایع الک‌ترونیک، تبدیل انرژی و بازیابی گرمای تلف‌شده مورد استفاده قرار گیرند.
پژوهشگران با به‌کارگیری لایه‌های نازک اکسید سریم به‌عنوان ماده فعال در سوئیچ‌های حرارتی، جایگزینی کارآمد و پایدار ارائه داده‌اند. نتایج این تحقیق اخیرا در مجله ساینس ادوانسز منتشر شده است.
به گفته اوتا، این دستگاه نوین دارای نسبت هدایت حرارتی روشن/خاموش ۵.۸ و بازه تحول هدایت حرارتی برابر با ۱۰.۳ وات بر متر-کلوین است که استاندارد جدیدی برای سوئیچ‌های حرارتی الک‌تروشیمیایی ایجاد می‌کند. هدایت حرارتی در حالت خاموش (حداقل) ۲.۲ وات بر متر-کلوین و در حالت اکسید شده (روشن) به‌شکل قابل‌توجه‌ی به ۱۲.۵ وات بر متر-کلوین افزایش می‌یابد.
این مقادیر حتی پس از ۱۰۰ چرخه افت و اکسیداسیون، کارکرد پایدار نشان می‌دهند که دوام و قابلیت اطمینان بالای این فناوری را برای کاربرد‌های عملی ثابت می‌کند.
از مزایای برجسته این فناوری، بهره‌گیری از اکسید سریم است که ماده‌ای فرا‌وان در زمین، اقتصادی و پایدار محسوب می‌شود. برخلاف سوئیچ‌های حرارتی سنتی که به مواد کمیاب و گران‌قیمت وابسته‌اند، اکسید سریم جایگزینی پایدار و در دسترس ارائه می‌دهد که هزینه‌ها و اثرات زیست‌محیطی را کاهش داده و در عین حال بازده‌ی، مقیاس‌پذیری و کاربرد‌پذیری را در صنایع گوناگون افزایش می‌دهد.
گسترش سوئیچ‌های حرارتی مبتنی بر اکسید سریم پیشرفتی بزرگ در فناوری مدیریت حرارتی به‌شمار می‌رود که کاربرد‌های گسترده‌ای در صنایع خنک‌سازی الک‌ترونیک و سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر دارد. این سوئیچ‌ها با به‌کارگیری در کرکره‌های حرارتی و نمایشگر‌های پیشرفته، انتقال حرارت مادون قرمز را به‌شکل کارآمد تنظیم کرده، بازیابی گرمای تلف‌شده را افزایش داده و به بهبود بهره‌وری انرژی در سیستم‌ها کمک می‌کنند.
