Nuovi materiali termici possono aumentare di cinque volte la velocità di ricarica dei veicoli elettrici

Recentemente, gli scienziati dell’Istituto Fraunhofer in Germania sono riusciti a ridurre con successo il carico termico sui componenti elettronici utilizzando pellicole di diamante ultrasottili e hanno il potenziale per aumentare di cinque volte la velocità di ricarica dei veicoli elettrici. La chiave di questa svolta tecnologica risiede nelle eccellenti proprietà di conduttività termica e isolamento del diamante.

Come è noto, il calore è un sottoprodotto del funzionamento dei dispositivi elettronici, ma un calore eccessivo può danneggiare i componenti e persino causare rischi per la sicurezza. Pertanto, la dissipazione del calore è sempre stata una considerazione importante nella progettazione dei prodotti elettronici. I dissipatori di calore tradizionali utilizzano in genere materiali in rame o alluminio, ma sono anche buoni conduttori che richiedono un isolamento aggiuntivo.

Il diamante è un materiale unico che combina un'eccellente conduttività termica (utile per la dissipazione del calore) e isolamento elettrico (evitando cortocircuiti). Può essere trasformato in un percorso conduttivo, che può trasferire in modo efficiente il calore ai dissipatori di calore in rame. Nel frattempo, grazie alla flessibilità e all’indipendenza dei nanofilm di diamante, questi possono essere posizionati ovunque su componenti o piastre di rame e persino integrati direttamente nei circuiti di raffreddamento.

In passato lo spessore dei dissipatori diamantati superava solitamente i 2 millimetri ed era difficile adattarli ai componenti. Il nuovo nanofilm di diamante ha uno spessore di solo 1 micrometro e una buona flessibilità. Deve solo essere leggermente riscaldato a 80 gradi Celsius per legarsi saldamente ai componenti elettronici. Il team di ricerca ha preparato questi nanofilm facendo crescere pellicole di diamante policristallino su wafer di silicio, quindi staccando e incidendo gli strati di diamante.
I ricercatori stimano che i nanofilm di diamante possano ridurre il carico termico dei componenti elettronici di 10 volte, migliorandone significativamente la durata e l’efficienza energetica complessiva del dispositivo. Inoltre, se questa tecnologia viene applicata al sistema di ricarica, può anche aumentare di cinque volte la velocità di ricarica dei veicoli elettrici.