Magnetflüssigkeit soll Kühlleistung um 300 Prozent erhöhen
Reichert man Wasser mit Magnetitpartikeln an, kann das die Kühlleistung verdreifachen. Elektronische Bauteile könnten sich so in Zukunft wirkungsvoller vor Überhitzung schützen lassen.
Flüssigkeit mit Magnetitpartikeln könnte Kühlsysteme in Zukunft leistungsfähiger machen. In Tests leiteten Forscher die Flüssigkeit mit Magnetfeldern gezielt dorthin, wo Gefahr der Überhitzung drohte.
Foto: dpa/Google
Elektronik, die sich stark erhitzt, wird mit Wasser gekühlt, wie ein Automotor. Sonst würden die Prozessoren und Speicher verglühen. Da sie immer kompakter werden, also auf dem gleichen Platz immer mehr winzige Bauteile Platz finden, wird das Kühlungsproblem größer. Einfach mehr Wasser durchpumpen geht auf Dauer nicht, weil dann der Druck in den Kühlkanälen so groß würde, dass sie platzen könnten.
Magnetitpartikel verbessern Kühlleistung um 300 Prozent
Amerikanische und australische Forscher haben jetzt eine überraschende Entdeckung gemacht, die selbst Kühlungsprobleme der Zukunft lösen könnte. Sie reicherten Kühlwasser mit Magnetitpartikeln an, die so klein sind, dass sie trotz ihres hohen spezifischen Gewichts mitschwimmen. Magnetit ist ein spezielles kristallines Eisenoxid, das magnetisierbar ist. Mit Hilfe von Magnetfeldern sorgten sie anschließend dafür, dass die Partikel dorthin gelenkt werden, wo die größte Wärmemenge abtransportiert werden muss. Hier nehmen sie Energie auf und transportieren sie mit dem Wasser ab.
Jacopo Buongiorno und Lin-Wen Hu, die das Forscherteam am Massachusetts Institute of Technology in Bosten leiten, registrierten eine um 300 Prozent verbesserte Kühlleistung. Das ist weitaus mehr als durch eine Vergrößerung der inneren Oberfläche durch eine Veränderung der Geometrie der Kühlkörper erreicht wird. Ohne Magnetfeld kühlt die Suspension hingegen nicht besser als reines Wasser.
Rezept gegen lokale Überhitzung
Auf diese Art ganze Baugruppen zu kühlen empfehlen die MIT-Forscher nicht: „Das ist eher etwas gegen lokale Überhitzungen.“ Wenn sie nicht ständig auftreten, kann das jeweilige Magnetfeld nur dann eingeschaltet werden, wenn ein Grenzwert überschritten wird. Ansonsten reicht die normale Kühlleistung der Suspension.
Die Idee der magnetischen Kühlung ist nicht neu. Bisher gab es jedoch niemanden, der sie praktisch erprobt hat. „Wir sind die Ersten“, sagt Hu. Und Buongiorno freut sich: „Das ist eine saubere Lösung.“ Direkt anwendbar ist die Methode allerdings nicht. „Wir haben nur bewiesen, dass der Effekt existiert“, sagt er. Derzeit sei es noch reine Grundlagenforschung.
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