Los investigadores de la Universidad de Johns Hopkins han concebido la tecnología de refrigeración de estado sólido capaz de aumentar el 70% de la eficiencia en comparación con el refrigerador tradicional, eliminando el compresor, los líquidos y las piezas móviles.
Una película delgada, llamada Ajedrez – acrónimo por estructuras de superlatción controladas con ingeniería jerárquica (Estructuras superréticas controladas diseñadas jerárquicamente) – Es el material termoeléctrico que le permite crear refrigeradores súper eficientes y súper delgados.
En un artículo publicado en Comunicación de la naturalezaS el 21 de mayo, un equipo de investigadores del Laboratorio de Física Apledded (APL) del Johns Hopkins y los técnicos especializados en los sistemas de refrigeración de Samsung han demostrado las posibles mejoras en la eficiencia de las bombas de calor (a la energía térmica de extracción y transferencia) y en la capacidad de los sistemas de refrigeración atribuibles a los que se atribuyen a las obstrucciones de las obstrucciones de alta performamientos inhontados por la anota y la nota que se atribuyen a la anotación y la nota que se inventan a los que se inventan las obstrucciones de la altura de alto reperformamiento que se inventan a los que se inventan la anotación y la nota de la nota. «Estructuras de superláctica de ingeniería jerárquicamente» (ajedrez).
Tecnología de ajedrez, informes La Universidad Johns Hopkins es el resultado de diez años de investigación realizada por el PAP en materiales termoeléctricos e ingeniería nano avanzada y desarrollos de aplicaciones relacionadas. Inicialmente desarrollado para áreas de seguridad nacional, los materiales en cuestión también se han utilizado para terapias conservadoras no invasivas para las prótesis, ganando un premio de R&D 100 en 2023.
«La verdadera demostración de la refrigeración utilizando nuevos materiales termoeléctricos destaca las habilidades de las sutiles películas de ajedrez nanogineadas», informa Rama Venkatasubanian, gerente científico del proyecto conjunto y tecnólogo jefe responsable de la aplicación termoeléctrica en el PAP. «Marca un salto significativo en la tecnología de refrigeración y aplana el suelo para progresar en materiales termoeléctricos que se traducirán en aplicaciones prácticas de refrigeración a gran escala con bajo consumo de energía».
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En el refrigerador construido con materiales de ajedrez, la eficiencia ha mejorado en casi el 100%. A nivel de dispositivo, la eficiencia de los módulos termoeléctricos fabricados con ajedrez es casi el 75%, mientras que en un sistema de refrigeración completamente integrado, la mejora de la eficiencia es del 70%. Según los investigadores y expertos Samsung, estos son resultados sorprendentes, con mejoras significativas con respecto a las soluciones de recorte actualmente en el mercado.
Las pruebas se llevaron a cabo a temperatura ambiente de aproximadamente 25 grados, con cantidades significativas de bombeo de calor para replicar el uso práctico. Se llevaron a cabo las mismas pruebas estándar para el refrigerador comercial, midiendo y comparando la potencia eléctrica necesaria para alcanzar diferentes niveles de enfriamiento.
Producción a gran escala
La producción requiere menos material y se puede llevar a cabo en series a escala industrial utilizando las mismas herramientas de producción que los chips semi -houndadores. Los materiales de ajedrez se crean con el mismo proceso ya utilizado para producir células solares de alta eficiencia, empleadas por satélites para luces LED comerciales.
Más allá del refrigerador, aire acondicionado de casas y edificios, producción de energía
Las ventajas se extienden a posibles aplicaciones: desde el refrigerador y los sistemas de refrigeración a pequeña escala, hasta el aire acondicionado de casas e incluso edificios completos. Los científicos lo comparan con las baterías de iones de litio, utilizadas por teléfonos inteligentes hasta vehículos eléctricos.
Pero hay mucho más porque los materiales de ajedrez pueden convertir las diferencias de temperatura, incluido el calor corporal, en energía utilizable. Explica Jeffrey Maranche, jefe de la misión de investigación y desarrollo exploratorio de APL «, así como también en sistemas táctiles, prótesis e interfaces y progreso de la nueva generación de máquinas, esto abre las puertas a tecnologías de recolección de energía escalables para aplicaciones que van desde computadoras hasta vehículos espaciales, capacidad que no se podía alcanzar con dispositivos termoeléctricos más antiguos y voluminosos».
En última instancia, la refrigeración del estado sólido es científicamente válida y también producida a gran escala: parece que no tendremos que esperar mucho para verlo en el mercado.
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