Технология CHESS от APL и Samsung удвоила эффективность охлаждения

Инженеры из Лаборатории прикладной физики при Университете Джона Хопкинса (APL) представили инновационную технологию, которая может кардинально изменить методы охлаждения — от домашнего использования холодильников до промышленных систем HVAC. Технология под названием CHESS (суперструктуры с контролируемой иерархией) базируется на наноструктурированных термоэлектрических материалах и демонстрирует почти двукратное увеличение эффективности по сравнению с современными системами.

Эта разработка была результатом многолетних исследований и изначально ориентировалась на национальную безопасность. Однако её возможности оказались значительно шире. В 2023 году CHESS была удостоена премии R&D 100 за использование в охлаждении протезов без применения жидкостей и хладагентов. В мае этого года совместные испытания с Samsung были опубликованы в журнале Nature Communications.

Исследования, проведённые в условиях реальных тепловых нагрузок, показали, что эффективность охлаждающих устройств на базе CHESS увеличивается почти на 75%, а в полноценных системах — на 70% по сравнению с традиционными аналогами. При этом технология требует минимального количества материала — лишь 0,003 кубического сантиметра на один охлаждающий узел, что позволяет использовать существующие производственные мощности полупроводниковой отрасли.

Главный исследователь проекта, Рама Венкатасубраманиан, отметил: технология легко поддаётся масштабированию — от миниатюрных решений до систем охлаждения зданий. Производственный процесс уже хорошо известен: используется метод металлоорганического химического осаждения из газовой фазы (MOCVD), применяемый в производстве светодиодов и солнечных батарей.

В ближайших планах APL — расширить применение технологии: от морозильных камёр до систем с управлением на базе ИИ, способных динамически перераспределять нагрузку. Кроме того, CHESS рассматривается как потенциальная основа для энергоэффективных интерфейсов «человек-машина», систем сбора энергии и высокоточных медицинских приборов.

 

Источник: iXBT