شکستن رکورد در انتقال حرارت با فناوری خنک‌سازی فاقد مصرف انرژی

با افزایش روزافزون کاربردهای هوش مصنوعی و معماری رایانش ابری، نیاز به پردازش داده‌ها و به تبع آن تولید حرارت به شکل چشمگیری افزایش یافته است. در حال حاضر تقریباً ۴۰ درصد از کل انرژی مصرفی در مراکز داده (دیتاسنترها) به خنک‌سازی تجهیزات اختصاص دارد و اگر این روند همچنان ادامه یابد، انتظار می‌رود نیاز جهانی به انرژی مورد استفاده در خنک‌سازی تا سال ۲۰۳۰ بیش از دو برابر گردد. در این راستا، گروهی از مهندسان دانشگاه کالیفرنیا در سن‌دیگو (UC San Diego) یک نوآوری جالب ارائه نموده‌اند: غشای تبخیری غیرفعالی که به شیوه‌ای طبیعی و بدون احتیاج به مصرف انرژی اضافی، گرما را دفع می‌کند.

به گزارش ایتنا و با استناد به اطلاعات منتشر شده در سایتک‌دیلی، این فناوری جدید بر پایه یک غشای ساخته شده از الیاف متخلخل طراحی شده که با کمک خاصیت موئینگی، مایع خنک‌کننده را به صورت یکنواخت بر سطح خود گسترش می‌دهد. با تبخیر این مایع، انرژی حرارتی از سطح تجهیزات الکترونیکی زیرین جذب و به خارج منتقل می‌شود، بدون آن‌که نیازی به فن، پمپ یا هیت‌سینک باشد. این غشا به روشی خاص بر روی ریزکانال‌های تأمین‌کننده مایع خنک‌کننده قرار می‌گیرد و در توزیع یکنواخت حرارت کمک شایانی می‌نماید.

رنکون چن، استاد مهندسی مکانیک و هوافضا و یکی از سرپرستان این پروژه، اشاره می‌کند که تبخیر، در مقایسه با روش‌های خنک‌سازی هوایی یا مایع مرسوم، می‌تواند حرارت بیشتری را با صرف انرژی کمتری منتقل سازد. اگرچه خنک‌سازی با تبخیر در برخی از سیستم‌ها همچون لپ‌تاپ‌ها یا کولرها متداول است، اما پیاده‌سازی مؤثر آن در تجهیزات با توان بالا به چالش‌هایی برمی‌خورد. کوشش‌های پیشین مبتنی بر غشاهای متخلخل سنتی همواره با مشکلاتی مانند گرفتگی یا جوشش نامطلوب مواجه بوده‌اند.

 



تیم تحقیقاتی سن‌دیگو با بهره‌گیری از غشاهای الیافی با منافذ بهینه، این چالش را با موفقیت مرتفع کرده است. نتیجه این پژوهش عملکردی استثنایی که قادر به دفع بیش از ۸۰۰ وات گرما در هر سانتی‌متر مربع بوده است—که یکی از بالاترین میزان‌های ثبت‌شده در عرصه فناوری‌های مشابه محسوب می‌شود. علاوه بر این، این غشا در طول چندین ساعت، کارکرد پایدار خود را حفظ کرده است.

چن تأکید می‌کند که این مواد در اصل برای فیلتراسیون طراحی شده بودند و کاربرد آن‌ها در خنک‌سازی به‌نوعی نوآورانه است. او اضافه می‌کند: «ما متوجه شدیم که ساختار متصل منافذ این الیاف می‌تواند فضایی ایده‌آل برای انجام تبخیر به شکل مؤثر باشد.» در حال حاضر، تیم تحقیقاتی مصروف ارتقاء طراحی غشا، ساخت نمونه‌های اولیه صفحات خنک‌کننده برای CPU و GPU و راه‌اندازی یک استارتاپ به منظور تجاری‌سازی این فناوری است.

مشاهده بیشتر

نوشته های مشابه

دکمه بازگشت به بالا