Un artículo compartido en Informes de células de ciencias físicas sugiere que recubrir los disipadores de calor con hidrogeles proporciona un beneficio «significativo» para el enfriamiento pasivo. El artículo destaca las pruebas de una batería térmica basada en hidrogel (MTB) para la gestión térmica pasiva de la electrónica, como un FET de 100 W y un procesador Intel Core i5-4690 de 84 W. Los resultados de las pruebas son alentadores, con la MTB ejecutando la electrónica alrededor de 15 ° C más frío que un disipador de calor solo. Las advertencias se aplican, por supuesto.
(Crédito de la imagen: Universidad de California)
En un preámbulo a la discusión de la investigación, los científicos de la Universidad de California nos recuerdan que enfriar la electrónica es una actividad necesaria pero costosa, siendo los principales costos el consumo de energía y agua y el impacto ambiental del uso de estos recursos. Si se puede mejorar el enfriamiento pasivo, podría ser muy beneficioso reducir esta sobrecarga.
Los revestimientos de hidrogel se enfrían de la misma manera que un animal suda. Los científicos explican que cuando la electrónica está bajo carga, el hidrogel libera agua que se evapora para crear un efecto refrescante. Cuando la electrónica está inactiva, esto permite que el hidrogel recargue su contenido de humedad, preparándose para la siguiente carga de trabajo.
A partir de esta descripción, probablemente pueda sentir que el enfriamiento por hidrogel es adecuado para aplicaciones con cargas de trabajo cíclicas. Los científicos dan ejemplos de una torre celular 5G y un centro de datos, ambos con ciclos de carga alta a baja de 12 horas.
Imagen 1 de 4
(Crédito de la imagen: Universidad de California)(Crédito de la imagen: Universidad de California)(Crédito de la imagen: Universidad de California)(Crédito de la imagen: Universidad de California)
Las pruebas se realizaron con el FET de 100 W y el procesador Intel de 84 W antes mencionados, y en ambos casos el rendimiento de enfriamiento del ATV es «significativamente más alto que los métodos de enfriamiento pasivo informados anteriormente». Las pruebas de comparación se realizaron a una temperatura ambiente de 22 °C y una humedad relativa (HR) del 70 %. El delta de 15°C parece una mejora muy interesante. La humedad ayuda a que el ATV se recargue entre las cargas térmicas aplicadas. Por lo tanto, funcionaría especialmente bien en los trópicos, lugares como Florida, Hong Kong, Singapur, Taiwán, etc. – donde la humedad relativa puede ser 80-90%.
En situaciones en las que VTT no es suficiente por sí solo, se puede utilizar en soluciones híbridas junto con tubos de calor, cámaras de vapor o circuitos de circulación de líquidos. Sin embargo, hay formas de ajustar el ATV para su caso de uso particular. Por ejemplo, el VTT responde positivamente a un área de superficie más grande y un recubrimiento de hidrogel más delgado, donde las limitaciones de diseño lo permitan. Otra cosa a favor de la MTB es que los científicos afirman que es una solución escalable, con un precio relativamente bajo de $12 por unidad.
Los científicos concluyen que las aplicaciones ideales para MTB se encuentran en la «gestión térmica de chips 5G, bancos de energía, servidores/centros de datos y optoelectrónica». El uso del dispositivo siguiendo la naturaleza cíclica ideal necesaria para recargar el agua del ATV de la humedad puede coincidir con el uso de un dispositivo como un HTPC. Pero este está claramente todavía en la fase de prueba.
Nos hubiera gustado ver un gráfico que mostrara lo que sucede si la carga de trabajo no cicla, por lo que el hidrogel no puede recargarse. También sería bueno ver resultados con un mayor consumo de energía, ya que los procesadores modernos pueden alcanzar fácilmente 200 W y más. ¿Dejaría el hidrogel de entregar su delta de 15°C, o incluso se descompondría bajo una carga térmica prolongada? Estas son quizás preguntas para futuras investigaciones.
