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Avances en interruptores térmicos de óxido de cerio

Investigadores del Instituto de Investigación de Ciencias Electrónicas de la Universidad de Hokkaido han desarrollado un interruptor térmico utilizando óxido de cerio, que ofrece una mejor eficiencia y sostenibilidad.

Los interruptores térmicos controlan la transferencia de calor eléctricamente y son cruciales para mejorar los sistemas de gestión térmica.Sin embargo, los interruptores térmicos electroquímicos han sufrido tradicionalmente un rendimiento limitado, lo que obstaculiza su uso generalizado en sectores como la electrónica, la energía y la recuperación de calor residual.

Un equipo de investigadores del Instituto de Investigación de Ciencias Electrónicas de la Universidad de Hokkaido, exploró un nuevo enfoque utilizando películas delgadas de óxido de cerio (CEO2) como material activo en los interruptores térmicos.Este método ofrece una solución más eficiente y sostenible.Sus hallazgos demuestran que los interruptores térmicos basados ​​en CEO2 pueden superar los puntos de referencia de rendimiento anteriores.

El dispositivo novedoso demuestra una relación de conductividad térmica de encendido/apagado de 5.8 y un ancho de transmisión de conductividad térmica (κ) de 10.3 W/m · K, estableciendo un nuevo punto de referencia para los interruptores térmicos electroquímicos.

En su estado mínimo (fuera del estado), la conductividad térmica es de 2.2 w/m · k;En el estado oxidado (en el estado), aumenta significativamente a 12.5 w/m · k.Estas métricas de rendimiento permanecen estables después de 100 ciclos de reducción y oxidación, mostrando una durabilidad y confiabilidad excepcionales para el uso a largo plazo en aplicaciones prácticas.Una ventaja clave de esta tecnología es el óxido de cerio, una sustancia ampliamente disponible conocida por su rentabilidad y sostenibilidad ambiental.

A diferencia de los interruptores térmicos tradicionales que dependen de materiales raros y caros, CEO2 proporciona una alternativa asequible y abundante, reduciendo los costos y reduciendo el impacto ambiental de las soluciones de gestión térmica.Esto mejora la eficiencia, escalabilidad y potencial de la tecnología para su uso en varias industrias.

El desarrollo de interruptores térmicos basados ​​en CEO2 marca un avance significativo en la tecnología de gestión térmica, con aplicaciones de gran alcance en campos como el enfriamiento electrónico y los sistemas de energía renovable.Estos interruptores, utilizados en persianas térmicas y pantallas avanzadas, regulan efectivamente la transferencia de calor infrarrojo, mejoran la recuperación del calor de los residuos y admiten sistemas de eficiencia energética.