Как работает новый твердотельный охладитель без мотора?

Устройство использует два тонких слоя сплава с памятью формы: один преобразует тепло в механическое движение, а второй — в охлаждение за счёт фазового перехода. Нагрев первого слоя приводит к его сжатию, что растягивает второй слой и запускает процесс охлаждения.

Можно ли использовать такую технологию в дата-центрах?

Пока прототип демонстрирует минимальную мощность охлаждения, но в перспективе технология может позволить перерабатывать отработанное тепло процессоров в энергию для охлаждения, снижая энергопотребление систем.

Какие преимущества у нового метода охлаждения перед традиционными?

Отсутствие электрического привода и компрессора снижает сложность системы и исключает использование хладагентов с высоким парниковым потенциалом. Технология также более компактна и потенциально энергоэффективна.

← Все новости

Разработка

Немецкие и японские учёные создали твердотельный охладитель без мотора, использующий тепло для самопитания

1 сентября 2026 г.

Фото: Tom's Hardware

Краткий ответ

Немецкие и японские учёные разработали твердотельный охладитель на основе сплавов с памятью формы, который использует тепло для самопитания и может рециркулировать отработанное тепло процессоров в системах охлаждения.

Группа учёных из Германии и Японии представила инновационную концепцию твердотельного охладителя, который не требует электрического двигателя для работы. Вместо традиционных компрессоров или термоэлектрических модулей система использует сплавы с памятью формы, способные преобразовывать тепловую энергию в механическое движение. Разработка, реализованная специалистами Института технологий Карлсруэ (KIT) и Университета Цукубы, может стать основой для энергоэффективных решений в области охлаждения процессоров и дата-центров.

Прототип устройства состоит из двух ультратонких металлических плёнок: актуатора на основе сплава титана и никеля (TiNi) и охлаждающего слоя из сплава титана, никеля и железа (TiNiFe). При нагреве до 86°C актуатор сжимается, что механически растягивает охлаждающую плёнку. Это запускает обратимый фазовый переход, в результате которого происходит охлаждение. В ходе испытаний система обеспечила перепад температур в 12,9 К на уровне охлаждающей плёнки и 4,0 К на уровне всего устройства. Даже при использовании внешнего теплового источника в 130°C прототип сохранил перепад в 2,2 К, доказав возможность работы без электрического нагрева.

Традиционные системы охлаждения, такие как парокомпрессионные, полагаются на электрически управляемые компрессоры и хладагенты с высоким парниковым потенциалом. Термоэлектрические модули, хотя и не требуют движущихся частей, обладают низкой эффективностью — всего 10–15% от теоретического предела. В отличие от них, разработка KIT и Университета Цукубы использует механическое движение, инициируемое теплом, что исключает необходимость в дополнительных источниках энергии для привода.

На текущем этапе прототип демонстрирует ограниченную мощность охлаждения — всего 2,09 мВт при нулевом тепловом напоре. Исследователи отмечают, что для масштабирования технологии потребуется увеличить площадь активных материалов, улучшить теплообмен и повысить частоту циклов. Тем не менее, ключевой прорыв уже состоялся: учёные доказали возможность преобразования тепловой энергии в механическое движение, а затем — в полезное охлаждение без использования электрического двигателя.

Следующим шагом станет объединение нескольких плёнок в параллельную конфигурацию для увеличения общей мощности охлаждения. Команда также работает над улучшением теплообмена, увеличением скорости срабатывания и проверкой долговечности системы в длительных циклах работы.

Частые вопросы

Как работает новый твердотельный охладитель без мотора?: Устройство использует два тонких слоя сплава с памятью формы: один преобразует тепло в механическое движение, а второй — в охлаждение за счёт фазового перехода. Нагрев первого слоя приводит к его сжатию, что растягивает второй слой и запускает процесс охлаждения.
Можно ли использовать такую технологию в дата-центрах?: Пока прототип демонстрирует минимальную мощность охлаждения, но в перспективе технология может позволить перерабатывать отработанное тепло процессоров в энергию для охлаждения, снижая энергопотребление систем.
Какие преимущества у нового метода охлаждения перед традиционными?: Отсутствие электрического привода и компрессора снижает сложность системы и исключает использование хладагентов с высоким парниковым потенциалом. Технология также более компактна и потенциально энергоэффективна.

Лента для Дзен: /feed/dzen.xml · RSS: /feed.xml