Un om de știință cu mănușă albastră ține în mână un tranzistor termic electrochimic cu stare solidă, prezentând designul său complex pentru gestionarea termică.

13.04.2023 by Aileen Sammler

Tranzistoare termice electrochimice în stare solidă - o nouă clasă de tranzistoare cu un mare potențial

Tranzistoarele termice electrochimice în stare solidă (SETT) sunt o nouă clasă de tranzistoare care pot regla fluxul de căldură prin exploatarea proprietăților electrochimice ale anumitor materiale. Acestea respectă principiul cuplajului termo-electrochimic, care permite conversia eficientă și reversibilă a energiei electrice în energie termică.

SETT-urile devin din ce în ce mai importante deoarece au potențialul de a revoluționa domeniul gestionării termice, care este esențial pentru multe aplicații, cum ar fi electronica, conversia energiei și refrigerarea. Acestea oferă o alternativă promițătoare la gestionarea termică convențională care ar putea permite sisteme de gestionare termică mai compacte, mai eficiente din punct de vedere energetic și mai rentabile.

Prima dezvoltare a unui tranzistor termic electrochimic în stare solidă

Oamenii de știință de la Universitatea Hokkaido au dezvoltat un tranzistor termic electrochimic în stare solidă revoluționar, care poate fi utilizat pentru a controla fluxul de căldură prin semnale electrice.

Tranzistorii termici tradiționali în stare lichidă au limitări critice, deoarece orice scurgere va face ca dispozitivul să nu mai funcționeze. O echipă, condusă de profesorul Hiromichi Ohta de la Institutul de Cercetare pentru Științe Electronice din cadrul Universității Hokkaido, și-a construit tranzistorul termic pe bază de oxid de zirconiu stabilizat cu oxid de ytriu, care a acționat și ca material de comutare, și a utilizat oxid de stronțiu-cobalt ca material activ. Electrozii de platină au fost utilizați pentru a furniza energia necesară pentru controlul tranzistorului. Rezultatele au arătat că conductivitatea termică a materialului activ a fost comparabilă cu cea a unor tranzistoare termice în stare lichidă, iar dispozitivul a fost stabil pe parcursul a zece cicluri de utilizare, ceea ce îl face mai durabil decât majoritatea tranzistoarelor termice în stare lichidă.

Diagrama tranzistorului termic în stare solidă cu mai multe straturi ilustrând stările "pornit" și "oprit" cu conductivități termice diferite.
Tranzistorul termic în stare solidă constă dintr-o structură multistratificată. Electrodul superior și cel inferior sunt formate din platină, în timp ce oxidul de stronțiu-cobalt (SrCoOx) este utilizat ca strat activ. Structura cristalină a oxidului de stronțiu-cobalt poate fi modificată prin OxidareOxidarea poate descrie diferite procese în contextul analizei termice.oxidare și reducere electrochimică la 280°C în aer. Conductivitatea termică a stratului de oxid de cobalt de stronțiu complet oxidat, așa-numita stare "on", este de ~4 ori mai mare comparativ cu conductivitatea termică a unui strat de cobalt de stronțiu complet redus, așa-numita stare "off". (Sursa: Yang et.al, Adv. Funct. Mater, 2023, 2214939)
Măsurători prin intermediul NETZSCH PicoTR

Pentru a măsura conductivitatea termică a tranzistoarelor termice, echipa de cercetare a utilizat metoda NETZSCH Time Domain Thermoreflectance PicoTR. Suntem foarte mândri că am contribuit la această dezvoltare.

Această tehnologie revoluționară oferă noi posibilități de gestionare termică în electronică, deschizând calea pentru dispozitive mai eficiente și mai fiabile.

Pentru a afla mai multe, descărcați următorul articol de cercetare - o publicație în Advanced Functional Materials Journal (Advancedsciencenews.com):

AI Overview
An error occurred. Please try again.