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新能源技術

普渡大學利用石墨烯泡沫調節(jié)熱量 防止電動汽車等設備過熱過冷

2025China.cn   2021年08月18日

       據(jù)外媒報道,普渡大學的工程師研發(fā)了一個熱敏開關概念驗證,采用可壓縮石墨烯泡沫來調節(jié)電動汽車和智能手機等電子產(chǎn)品的熱量。使用鋰離子電池的設備容易受到極高溫以及極低溫的影響,而且在此類情況下,設備可能會出現(xiàn)故障,性能變差。


熱敏開關驗證(圖片來源:普渡大學)

       普渡大學的研究人員則進行了一個實驗,在加熱器和散熱器之間放置了一張1.2毫米厚的石墨烯泡沫片,然后用紅外顯微鏡測量溫度和熱流。當泡沫被完全壓縮至0.2毫米時,熱導率飆升了8倍。
       該研究表明,電子設備所傳導的熱量完全可以得到調節(jié),以提高性能和能源效率。
       普渡大學技術商業(yè)化辦公室已經(jīng)為該熱敏開關功能提交了一項專利申請。該團隊研發(fā)了一種基于可壓縮復合泡沫材料的連續(xù)可調熱敏開關。研究人員表示:“此種設備在電池熱管理、環(huán)境空間調節(jié)、車輛熱舒適調節(jié)以及熱能存儲等的動態(tài)控制操作溫度方面很有發(fā)展前景,其可用于手機、電動汽車電池、太空飛行器和生物醫(yī)學設備?!?BR>       研究人員還表示:“我們的目標是利用熱敏開關讓設備在不同環(huán)境下能夠持續(xù)有效工作,并提高其整體能源效率。因為目前大多數(shù)電子產(chǎn)品都采用傳導或對流等被動熱管理來轉移多余的熱量,而且無法進行調節(jié),也無法在寒冷的環(huán)境中工作?!?BR>       研究人員將開孔石墨烯泡沫復合材料類比成可變電阻。與只有開關狀態(tài)的傳統(tǒng)熱敏開關不同,部分壓縮的泡沫可以提供數(shù)量中等的電導率。
       市場上可以買到石墨烯泡沫,而且其由以特定方式沉積的納米碳顆粒制成,中間有空隙。當不被壓縮時,其是一個絕緣體,讓氣穴保有熱量。當被壓縮時,空氣逸出,更多的熱量通過泡沫傳導出去。根據(jù)泡沫被壓縮的程度,可以控制傳導的熱量。

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