Nieuwe thermische materialen kunnen de laadsnelheid van elektrische voertuigen vijf keer verhogen

Onlangs hebben wetenschappers van het Fraunhofer Instituut in Duitsland met succes de thermische belasting van elektronische componenten verminderd met behulp van ultradunne diamantfilms en hebben ze het potentieel om de laadsnelheid van elektrische voertuigen met vijf keer te verhogen. De sleutel tot deze technologische doorbraak ligt in de uitstekende thermische geleidbaarheid en isolatie-eigenschappen van diamant.

Zoals bekend is warmte een bijproduct van de werking van elektronische apparaten, maar overmatige hitte kan componenten beschadigen en zelfs veiligheidsrisico's veroorzaken. Daarom is warmteafvoer altijd een belangrijke overweging geweest bij het ontwerpen van elektronische producten. Traditionele koellichamen maken doorgaans gebruik van materialen van koper of aluminium, maar het zijn ook goede geleiders die extra isolatie vereisen voor isolatie.

Diamant is een uniek materiaal dat uitstekende thermische geleidbaarheid (gunstig voor warmteafvoer) en elektrische isolatie (voorkomen van kortsluiting) combineert. Het kan worden verwerkt tot een geleidend pad, dat warmte efficiënt kan overbrengen naar koperen koellichamen. Dankzij de flexibiliteit en onafhankelijkheid van diamanten nanofilms kunnen ze overal op componenten of koperplaten worden geplaatst en zelfs rechtstreeks in koelcircuits worden geïntegreerd.

In het verleden was de dikte van diamanten koellichamen meestal groter dan 2 millimeter en was het moeilijk om de componenten te passen. De nieuwe diamantnanofilm is slechts 1 micrometer dik en heeft een goede flexibiliteit. Het hoeft slechts lichtjes te worden verwarmd tot 80 graden Celsius om stevig te hechten aan elektronische componenten. Het onderzoeksteam bereidde deze nanofilms voor door polykristallijne diamantfilms op siliciumwafels te laten groeien en vervolgens de diamantlagen af ​​te pellen en te etsen.
Onderzoekers schatten dat diamanten nanofilms de thermische belasting van elektronische componenten tien keer kunnen verminderen, waardoor de levensduur en de algehele energie-efficiëntie van apparaten aanzienlijk worden verbeterd. Als deze technologie wordt toegepast op het laadsysteem kan het bovendien de laadsnelheid van elektrische voertuigen vervijfvoudigen.