Объединенная команда исследователей из лаборатории IBM Research Zurich и ETH Zurich (Швейцарская высшая техническая школа Цюриха) создала новый тип жидкостных аккумуляторов. По словам разработчиков, эти миниатюрные элементы могут служить одновременно источником энергии и теплоотводом для самых горячих компонентов электронных устройств. Новинка предполагает возможность плотного вертикального размещения чипов на платах для экономии места и энергии.
В такой батарее используется два электролита, которые циркулируют внутри замкнутой системы по замкнутой схеме. «Чипы эффективно охлаждаются и получают необходимую для работы энергию», — заявил Димос Поуликакос, профессор термодинамики из ETH Zurich.
Аккумулятор, созданный учеными, очень тонкий. Его толщина составляет всего 1,5 миллиметра. Его параметры позволяют в полной мере реализовать идею разработчиков, которая состоит в создании многослойного «бутерброда» из батарей и чипов. Сначала устанавливается чип, затем — батарея, затем — снова чип и так далее.
Жидкостные аккумуляторы для разного рода устройств — не новинка, они существуют. Но, в основном, их используют в качестве хранилища энергии на ветро- и электростанциях. Здесь они временно запасают энергию для того, чтобы позже отдать ее в сеть. «Мы первые, кто смог построить настолько тонкую батарею, которая при этом способна поставлять энергию плате и охлаждать ее», — говорит один из авторов проекта. Аккумулятор такого типа может как превращать энергию химических реакций в электричество, так и наоборот.
Мощность элемента довольно неплохая: 1,4 Вт на квадратный сантиметр площади. Этого должно вполне хватить для обеспечения энергией небольших мобильных устройств. Уже проведены тестовые испытания, которые доказали то, что электролитические жидкости действительно способны охлаждать чип.
По словам разработчиков, основной сложностью при создании таких батарей было сделать их пригодными для использования с современной электроникой. Еще одна сложность — снизить энергопотребление циркуляционной схемы жидкости. На движение электролитов требуется энергия, и если бы такой элемент потреблял бы слишком много энергии, то в качестве аккумуляторов он просто не годился бы.
Электрохимические реакции в батарее происходят благодаря наличию двух тонких пористых электродов, которые разделены мембраной. Для создания батарей ученые применили технологию 3D-печати. Это понадобилось для того, чтобы создать из полимера систему каналов, по которым циркулируют электролиты.
Пока что ученым удалось доказать лишь потенциальную работоспособность жидкостного аккумулятора-охладителя. Дело в том, что он оказался способным одновременно охлаждать оборудования и снабжать отдельные элементы энергией. Но для современных чипов этой энергии еще слишком мало — требуется доработка системы. Тем не менее, специалисты уверены в успехе. Кроме того, жидкостный аккумулятор сохраняет температуру всей системы на оптимальном уровне.
Технология получила название Redoxflow.
Источник
