パッシブ海水ヒートシンクにより、CPU パフォーマンスが約 33% 向上

高性能電子技術および通信技術に対する需要の高まりと、電子部品のサイズの継続的な縮小に伴い、電子部品の電力密度は上昇し続けています。これにより、電子部品の熱管理戦略に対する要求がさらに高まります。パッシブ熱管理技術は、エネルギー消費がゼロ、コンパクト性が高く、メンテナンスコストが低いため、関心が高まっています。

従来の CPU の冷却方式には、一般的な空冷だけでなく、水冷、PCM 冷却、熱電冷却 (TEC) などがあります。吸着蒸発に基づくシステムなどの新しい受動的冷却システムは、効果的な気相熱伝達を提供することで熱負荷の管理に重要な役割を果たします。研究者たちは、吸着プロセスを最適化して、コンピューティング システムの冷却効率と全体的な熱性能を向上させる方法を模索しています。

最近、吸湿性塩溶液中の水の蒸発プロセスに基づく受動的な熱管理技術がテストされ、電子部品の温度上昇を効果的に抑制することが示されました。低コストの吸湿性食塩水における水の分解・吸収プロセスを利用して、電子部品の動作中に発生する熱を取り除き、電子部品の過熱を防ぎます。重要なのは、このパッシブ技術により、非稼働時間 (またはオフピーク時間) に電子コンポーネントの冷却能力を自動的に回復できることです。実験では、この技術が最大 75 kW/m2 の熱流束のテストで、約 400 分間（Δ Tmax=11.5 ℃）の有効冷却能力を提供できることが示されました。このテクノロジーを実際のコンピューティング デバイスに適用すると、デバイスのパフォーマンスが 32.65% 向上します。

臭化リチウムは水蒸気のみを通過させる多孔質膜に閉じ込められ、金属板の間に挟まれて食塩水と電子機器の接触を防ぎ、金属製ラジエーターが効果的に熱を外部環境に放散します。

受動的冷却システムは、脱着冷却プロセスと吸収再生プロセスの 2 つの作業段階に分けることができます。まず、冷却プロセスでは、臭化リチウム塩溶液から水を蒸発させて熱を除去します。その後、システムは吸収再生プロセスに入り、高濃度の塩溶液が周囲の空気から水分を吸収し、冷却能力を自動的に回復します。

従来のヒートシンクと比較して、この技術はプロセッサを約 400 分間 64 度以下に冷却できます。これは最先端の金属有機骨格 (MOF) 材料よりも 10 倍優れており、デバイスのパフォーマンスを 32.65% 向上させることに成功しました。