Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, han descubierto que los tubos de calor basados en grafeno pueden ayudar a resolver los problemas de refrigeración de los sistemas electrónicos y de potencia utilizados en aviónica, centros de datos y otros dispositivos electrónicos de potencia.
«Los tubos de calor son una de las herramientas más eficientes para este propósito, debido a su alta eficiencia y capacidad única para transferir calor a grandes distancias», dice Johan Liu, profesor de producción electrónica, en el Departamento de Microtecnología y Nanociencia de Chalmers.
Los resultados, en los que también participaron investigadores de China e Italia, se publicaron recientemente en la revista científica Open Access Nano Select .
La electrónica y los centros de datos deben enfriarse de manera eficiente para que funcionen correctamente. Los tubos de calor mejorados con grafeno pueden resolver estos problemas. Actualmente, los tubos de calor suelen estar hechos de cobre, aluminio o sus aleaciones. Debido a la densidad relativamente alta y la capacidad limitada de transmisión de calor de estos materiales, los tubos de calor se enfrentan a serios desafíos en los futuros dispositivos de energía y centros de datos.
Los grandes centros de datos que brindan, por ejemplo, servicios bancarios digitales y sitios web de transmisión de video, consumen mucha energía y son un culpable ambiental con mayores emisiones que la industria de la aviación. Por tanto, es fundamental reducir la huella climática de esta industria. Los descubrimientos de los investigadores aquí podrían hacer una contribución significativa a la eficiencia energética de estos centros de datos, y también en otras aplicaciones.
El tubo de calor mejorado con grafeno exhibe un coeficiente de transferencia térmica específico que es aproximadamente 3,5 veces mejor que el del tubo de calor a base de cobre. Los nuevos hallazgos allanan el camino para el uso de tubos de calor mejorados con grafeno en aplicaciones de enfriamiento livianas y de gran capacidad, como se requiere en muchas aplicaciones como aviónica, electrónica automotriz, computadoras portátiles, teléfonos móviles, centros de datos y electrónica espacial.
Los tubos de calor mejorados con grafeno están hechos de películas ensambladas con grafeno de alta conductividad térmica asistidas con superficies internas mejoradas de fibra de carbono. Los investigadores probaron tuberías de 6 mm de diámetro exterior y 150 mm de longitud. Muestran grandes ventajas y potencial para el enfriamiento de una variedad de sistemas electrónicos y de potencia, especialmente donde se requiere bajo peso y alta resistencia a la corrosión.
«La sección del condensador, la parte fría de la tubería de calor mejorada con grafeno, se puede sustituir por un disipador de calor o un ventilador para que el enfriamiento sea aún más eficiente cuando se aplica en un caso real», explica Ya Liu, estudiante de doctorado en Electronics Materials y Laboratorio de Sistemas en Chalmers.
