«Жареный картофель эффективно управляется с жидким топливом и вырабатывает свою собственную электроэнергию», говорит Димос Пуликэкос, профессор Термодинамики в Швейцарской высшей технической школе Цюриха. Поскольку ученые используют две жидкости, которые, как известно, подходят и как электролиты батареи потока и как среда к также охлаждению эффекта, избыточное тепло может также быть рассеяно от стопки чипа через ту же самую схему.
Батарея, построенная учеными, только приблизительно 1,5 миллиметра толщиной. Идея состояла бы в том, чтобы собрать слой стопок чипа слоем: компьютерная микросхема, затем тонкая микроклетка батареи, которая поставляет чип электричеством и охлаждает его, сопровождаемый следующей компьютерной микросхемой и так далее.Рекордно высокий уровень произведенПредыдущие батареи потока (см. коробку) обычно крупномасштабные и используются, главным образом, в постоянных приложениях аккумулирования энергии, например в сочетании с ветровыми электростанциями и заводами солнечной энергии, где они временно хранят энергию, произведенную там, таким образом, это может использоваться в более позднее время. «Мы – первые ученые, которые построят такую маленькую батарею потока, чтобы объединить энергоснабжение и охлаждение», говорит Джулиан Мэршюский, докторант в группе Пуликэкоса.
Продукция новой микробатареи также достигает рекордно высокого уровня с точки зрения своего размера: 1,4 ватта за квадратный сантиметр поверхности батареи. Даже если Вы вычитаете власть, требуемую накачать жидкие электролиты к батарее, получающаяся чистая плотность энергии – все еще 1 ватт за квадратный сантиметр.
Поскольку исследователи смогли показать в эксперименте, жидкости электролита на самом деле в состоянии охладить чип. Они даже в состоянии рассеять тепловые количества много раз по тому, что батарея производит как электроэнергия (который преобразован в тепло, в то время как чип в действии).Система канала оптимизирована с 3D печатьюПо словам ученых, самая серьезная проблема в строительстве новых батарей микропотока состояла в том, чтобы построить их таким способом, которым они снабжены электролитами максимально эффективно, в то же время держа насосную силу максимально низко. «Было важно найти идеальный компромисс», говорит Марщевский.
Электрохимические реакции в батарее происходят в двух тонких и пористых слоях электрода, которые отделены мембраной. Марщевский и его коллеги использовали 3D печатающую технологию, чтобы построить систему канала полимера, чтобы вжать жидкость электролита в пористый слой электрода максимально эффективно. Самым подходящим из различных проверенных проектов, оказалось, был тот, сделанный из сходящихся каналов, имеющих форму клина.Интересный для больших систем, также
Ученые теперь обеспечили начальное доказательство понятия для строительства маленькой батареи потока. Хотя плотность энергии новой батареи микропотока очень высока, выработанная электроэнергия все еще не совершенно достаточна, чтобы управлять компьютерной микросхемой. Для батареи потока, которая будет использоваться в стопке чипа, это должно быть далее оптимизировано промышленными партнерами.
Как ученые указывают, новый подход также интересен для других заявлений: в лазерах, например, которые должны поставляться энергией и охлаждаться; или для солнечных батарей, где выработанная электроэнергия могла храниться непосредственно в гальваническом элементе и использоваться позже при необходимости. Система могла также держать рабочую температуру солнечной батареи на идеальном уровне.
Кроме того, большие батареи потока могли также быть улучшены с оптимизированным подходом принуждения жидкостей электролита через пористые электроды.