Passive Kühlung: Hydrogel verbessert Temperaturen nach Studie deutlich
Forscher der Uni Kalifornien haben ein Hydrogel entwickelt, das vor allem bei passiv gekühlter Elektronik unter Last die Temperaturen verringern soll. Lesen Sie daher im Folgenden, wie es funktioniert und warum es nur für zyklisch genutzte Hardware sinnvoll ist.
Eine große Herausforderung bei der Produktentwicklung im Elektronikbereich ist die Kühlung. Während Grafikkarten und Prozessoren in höheren Leistungsklasse nicht mehr passiv gekühlt werden können, gilt das oftmals nicht für Leistungselektronik und andere Platinen. Nun scheint es dabei zu einer neuen Entdeckung im Bereich der Kühlung gekommen zu sein, der positiv für Energie- und Wasserverbrauch sowie die zu kühlende Elektronik selbst ist. Die Wissenschaftler von der Universität Kalifornien haben dabei ein Temperaturdelta von 15 Kelvin erreicht, was bei der Nutzung des gleichen Kühlers ein sehr respektables Ergebnis ist.
Dazu haben sie die Kühlkörper mit einem Hydrogel präpariert, das konzeptionell dem Schweiß von Tieren ähnelt. Die Wissenschaftler haben dazu erklärt, dass das Hydrogel, sobald die Leistungselektronik, die zu kühlen ist, warm wird, Wasser absondert, das dann durch Verdampfen einen Abkühlungseffekt mit sich bringt. Sobald die Elektronik wieder im Idle-Betrieb angekommen ist, regeneriert sich das Hydrogel, indem es Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft aufnimmt.
Das Einsatzgebiet sehen die Forscher vor allem im zyklischen Lastbetrieb wie Funktürmen und Datencentern, die tagsüber hohe Last und nachts nur noch geringe Last haben. Getestet wurde das Hydrogel an einem alten Intel Core i5-4690. Dieser hat eine TDP von 84 Watt und konnte mit dem Hydrogel signifikant kühler gehalten werden als mit allen anderen passiven Kühlern. Bei einer Raumtemperatur von 22 °C und einer Luftfeuchtigkeit von 70 Prozent wurde dabei ein Temperaturdelta von 15 Kelvin ggü. der rein passiven Kühlung erreicht.
Die Kosten für das Hydrogel sind dabei noch relativ hoch, sollen sich aber skalieren lassen. Bisher ist der Preis bei ca. 12 US-Dollar pro Anwendung und die Einsatzgebiete scheinen vielfältig. Während die Forscher auf einem alten Prozessor getestet haben, was ihre Erfindung schafft, stellt sich zukünftig die Frage, ob das Hydrogel nicht für mobile Geräte mit hoher Effizienz und wechselnden Lastzuständen eine sinnvolle Option wäre und wie viel Unterschied es hier ausmachen könnte.
Quelle: Science Direct
Die Forscher hatten 70% Feuchtigkeit, das ist höher als im Durchschnitt.
Wenn Wasser abgegeben wird muß auch wieder aufgenommen werden.
In einem geschlossenen Gehäuse schwierig . Es muß auch eine ordentliche Menge des
Materials vorhanden sein, sonst hält der Effekt nur kurz.
Wie sieht es mit der Korrosion in Gerätegehäusen aus, z.B. Handys?
Wer chem. Entfeuchter kennt, weiß wie lange es dauert Feuchtigkeit aufzunehmen.
Dazu muß diese erst einmal vorhanden sein und zugeführt werden. Also Gehäuse möglichst offen
oder Ventilator.
Da es für PCs bessere Möglichkeiten mit viel höherem Potential gibt, sehe ich wenige Anwendungsmöglichkeiten.
Für zyklische Belastung, klar, aber die Zykluslänge ist zu bedenken und Tag-Nacht wird ohne jeden Zweifel deutlich zu lang sein.
Nur irgendwas, was für wenige Minuten belastet wird und dabei merklich durch den Kühler limitiert ist, würde davon profitieren. SSD's vielleicht oder, wie der Artikel schon ansetzt, Handys.
Wäre als Erweiterung bei normalen Kühlngen vl. auch einen Versuch wert?