패시브 염수 방열판으로 CPU 성능을 약 33% 향상

고성능 전자 및 통신 기술에 대한 수요가 증가하고 전자 부품 크기가 지속적으로 감소함에 따라 전자 부품의 전력 밀도는 계속해서 증가하고 있습니다. 이로 인해 전자 부품의 열 관리 전략에 대한 요구 사항이 더욱 높아졌습니다. 패시브 열 관리 기술은 에너지 소비가 없고, 소형화되며, 유지 관리 비용이 낮아 관심이 높아지고 있습니다.

CPU의 전통적인 냉각 방식에는 일반 공냉식뿐만 아니라 수냉식, PCM 냉각, 열전(TEC) 냉각도 포함됩니다. 흡착 증발을 기반으로 하는 새로운 수동 냉각 시스템은 효과적인 기상 열 전달을 제공하여 열 부하를 관리하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 연구원들은 컴퓨팅 시스템의 냉각 효율과 전반적인 열 성능을 향상시키기 위해 흡착 과정을 최적화하는 방법을 모색하고 있습니다.

최근 흡습성 염수 내 물의 증발 과정을 기반으로 한 수동 열 관리 기술이 테스트되어 전자 부품의 온도 상승을 효과적으로 억제하는 것으로 나타났습니다. 전자부품의 과열을 방지하기 위해 저가의 흡습성 염수에서 물의 분해 및 흡수 과정을 활용하여 전자부품 작동 시 발생하는 열을 추출합니다. 중요한 점은 이 패시브 기술이 근무 외 시간(또는 사용량이 적은 시간) 동안 전자 부품의 냉각 용량을 자동으로 복원할 수 있다는 것입니다. 실험에 따르면 이 기술은 최대 75kW/m2의 테스트된 열유속으로 약 400분(Δ Tmax=11.5°C)의 효과적인 냉각 용량을 제공할 수 있는 것으로 나타났습니다. 이 기술을 실제 컴퓨팅 기기에 적용하면 기기 성능을 32.65% 향상시킬 수 있다.

브롬화리튬은 수증기만 통과시키는 다공성 막에 갇혀 있고, 금속판 사이에 끼워져 염용액과 전자기기의 접촉을 방지하고, 금속 방사체는 효과적으로 열을 외부 환경으로 발산할 수 있습니다.

수동 냉각 시스템은 탈착 냉각 공정과 흡수 재생 공정의 두 가지 작동 단계로 나눌 수 있습니다. 첫째, 냉각 공정에서는 브롬화리튬염 용액에서 물을 증발시켜 열을 제거합니다. 그 후, 시스템은 고농도 염 용액이 주변 공기로부터 수분을 흡수하고 자동으로 냉각 용량을 복원하는 흡수 재생 공정에 들어갑니다.

이 기술은 기존 방열판과 비교해 약 400분 동안 프로세서를 64도 이하로 냉각할 수 있어 최첨단 MOF(금속유기골격체) 소재보다 10배 우수하며, 장치 성능을 32.65% 향상시키는 데 성공했다.