Heatpipes aus Graphen: Höhere Wärmeleitfähigkeit soll Kühlung revolutionieren
Schwedische Forscher haben herausgefunden, dass Graphen-basierte Heatpipes deutlich bessere Kühleigenschafen haben als solche aus Aluminium oder Kupfer. Entsprechende Kühllösungen sollen zum Beispiel Rechenzentren effizienter kühlen.
Heatpipes dürften jedem ein Begriff sein, der sich schon mal mit CPU- oder Grafikkartenkühlern auseinandergesetzt hat. Flüssigkeit, die in deren Innern verdampft, gibt die Hitze an die angebrachten Kühllamellen weiter. Wie bei einem Docht sorgen Kapillarkräfte dafür, dass die abgekühlte Flüssigkeit zurückfließt, um abermals die Hitze eines Chips aufzunehmen. Hitze kann so schnell und effizient auf eine große Kühlfläche verteilt werden. Allerdings sind dem Material, meist Kupfer oder Aluminium, auch Grenzen gesetzt. Forscher der Chalmers University of Technology in Schweden haben nun entdeckt, dass Graphen-basierte Heatpipes die Technik deutlich effizienter machen könnten. Wissenschaftler aus China und Italien waren ebenfalls beteiligt.
Auch leichter und korrosionsbeständiger
Die von den Forschern entwickelte Heatpipe weise einen spezifischen Wärmeübertragungskoeffizient auf, der etwa 3,5-mal so hoch ausfällt wie der einer Heatpipe aus Kupfer. Getestet wurden 6 Millimeter starke Wärmeleitrohre mit einer Länge von 150 Millimetern. Die Heatpipes habe man aus dünnen Graphen-Schichten mit hoher Wärmeleitfähigkeit gefertigt, wobei ein Geflecht aus Kohlenstofffasern die innere Oberfläche verstärkt.
Wie die Forscher berichten, sei eine Graphen-basierte Heatpipe auch leichter und dort zuverlässig, wo Korrosionsbeständigkeit eine Rolle spielt. Bedarf sieht man zum Beispiel in Rechenzentren, die als immer energieintensiver in Erscheinung treten und inzwischen mehr Emissionen als die Luftfahrt verursachen. Sinnvoll seien Graphen-Heatpipes aber auch bei der Elektronik von Automobilen, Laptops und sogar in der Raumfahrt.
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Spannend ist das Thema gewiss. Denn während die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer bei Raumtemperatur rund 400 W/mK beträgt, liegt die von Graphen im Bereich von 3.000 - 5.000 W/mK. Allerdings kostet Graphen Schätzungen nach etwa 100 Dollar pro Gramm, Kupfer aber nur 0,0079 Dollar. Umgekehrt ist Graphen wesentlich leichter als Kupfer. Ob sich der Einsatz rentiert, dürfte am Ende davon abhängen, wie viel reines Graphen-Material erforderlich sein wird.
Quelle: Phys.org
Bessere Wärmeleitung = Weniger Wärmestau = niedrigere Temperaturen an der Hardware = geringerer elektrischer Widerstand = bessere elektrische Eigenschaften
So in ganz grob
Mit der massenhaften und kommerziellen Nutzung von Graphen werden auch die Kosten dieses Rohstoffs mit der Zeit sehr stark abnehmen.
Zumal die Einsatzmöglichkeiten von Graphen scheinbar grenzenlos ist. Auf jeden möglichen Feld der Wissenschaft wird mit Graphen geforscht.
Bessere Wärmeleitung = Weniger Wärmestau = niedrigere Temperaturen an der Hardware = geringerer elektrischer Widerstand = bessere elektrische Eigenschaften
So in ganz grob
Sry ich habs falsch formuliert: Ich meinte die Energie die in Form von Abwärme abtransportiert werden muss. Habs korrigiert
Angenommen Teile auf einem Serverblade erzeugen 100 Einheiten Energie welche in Form von Wärme abgeführt werden muss. Mit den Graphen-Heatpipes kann mehr Energie/Zeiteinheit von A (zB Bauteil) nach B (zB Kühlrippen) transportiert werden. Den einzigen Vorteil den ich sehe, ist dass Luftkühler größer ausfallen können bevor auf eine Wasserkühlung gesetzt werden muss. Macht das soviel aus?
Bessere Wärmeleitung = Weniger Wärmestau = niedrigere Temperaturen an der Hardware = geringerer elektrischer Widerstand = bessere elektrische Eigenschaften
So in ganz grob
Damit ist man schon erheblich weiter, als viele Alternativen, aber von funktionierenden Schaltungen an sich ist man noch ein gutes Stück entfernt, geschweige denn von irgendetwas, das sich auch verkaufen läßt.
Es wäre ein gigantischer Fortschritt, wenn sie in diesem Jahrzehnt etwas, mit der Komplexität eines Z80, hinbekämen.