Kezdőlap > nyomja meg > Ezüst bélés az extrém elektronikához
Az MSU kutatói egy eljárást dolgoztak ki rugalmasabb áramkörök létrehozására, amit egy ezüst spártai sisak létrehozásával demonstráltak. Az áramkört Jane Manfredi, az Állatorvosi Főiskola adjunktusa tervezte. hitel: Acta Materialia Inc./Elsevier |
Absztrakt:
A holnap csúcstechnológiájához olyan elektronikára lesz szükség, amely elviseli az extrém körülményeket. Éppen ezért a Michigani Állami Egyetem Jason Nicholas által vezetett kutatócsoportja ma erősebb áramköröket épít.
Ezüst bélés az extrém elektronikához
East Lansing, MI | Feladás dátuma: 30. április 2021
Nicholas és csapata hőállóbb ezüst áramkört fejlesztett ki a nikkel segítségével. A csapat április 15-én ismertette a Scripta Materialia folyóiratban a munkát, amelyet az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának szilárd oxidos üzemanyagcellás programja finanszírozott.
Azok az eszközök, amelyek hasznán az MSU csapata dolgozik – a következő generációs üzemanyagcellák, a magas hőmérsékletű félvezetők és a szilárd oxid-elektrolízis cellák – az autóiparban, az energiaiparban és a repülőgépiparban alkalmazhatók.
Bár ezeket az eszközöket most nem lehet megvásárolni a polcról, a kutatók jelenleg laboratóriumokban építik őket, hogy a való világban, sőt más bolygókon is teszteljék őket.
Például a NASA kifejlesztett egy szilárd oxid-elektrolízis cellát, amely lehetővé tette a Mars 2020 Perseverance Rover számára, hogy a Mars légkörében lévő gázból oxigént állítson elő április 22-én. A NASA reméli, hogy ez a prototípus egy napon olyan berendezésekhez fog vezetni, amelyek lehetővé teszik az űrhajósok számára rakétaüzemanyag és lélegző levegő létrehozását. míg a Marson.
Ahhoz azonban, hogy az ilyen prototípusok kereskedelmi termékekké váljanak, hosszú ideig meg kell őrizniük teljesítményüket magas hőmérsékleten – mondta Nicholas, a Műszaki Főiskola docense.
Ez a terület vonzotta azután, hogy éveken át szilárd oxid üzemanyagcellákat használt, amelyek úgy működnek, mint a szilárd oxid elektrolízis cellák, fordítva. Ahelyett, hogy energiát használnának fel gázok vagy üzemanyagok előállítására, energiát állítanak elő ezekből a vegyi anyagokból.
„A szilárd oxid üzemanyagcellák magas hőmérsékleten gázokkal dolgoznak. Képesek vagyunk elektrokémiai reakcióba hozni ezeket a gázokat, hogy áramot szabadítsunk ki, és ez a folyamat sokkal hatékonyabb, mint az üzemanyag felrobbanása, mint egy belső égésű motornál” – mondta Nicholas, aki a Vegyészmérnöki és Anyagtudományi Osztály laboratóriumát vezeti.
De az üzemanyagcellának robbanások nélkül is ki kell bírnia az intenzív munkakörülményeket.
"Ezek az eszközök általában 700-800 Celsius-fokon működnek, és hosszú ideig kell működniük - 40,000 1,300 órát élettartamuk során" - mondta Nicholas. Összehasonlításképpen, ez körülbelül 1,400-XNUMX Fahrenheit-fok, vagyis körülbelül kétszerese egy kereskedelmi pizzasütő hőmérsékletének.
„És ez alatt az életen át termikusan biciklizik” – mondta Nicholas. – Lehűtöd, majd újra felmelegíted. Nagyon extrém környezet. Lekapcsolhatja az áramköri vezetékeket."
Így ennek a fejlett technológiának az egyik akadálya meglehetősen kezdetleges: a gyakran ezüstből készült vezető áramkörnek jobban kell tapadnia az alatta lévő kerámia alkatrészekhez.
A kutatók azt találták, hogy a tapadás javításának titka egy köztes porózus nikkelréteg hozzáadása az ezüst és a kerámia közé.
Az anyagok kölcsönhatását vizsgáló kísérletek és számítógépes szimulációk elvégzésével a csapat optimalizálta, hogyan rakja le a nikkelt a kerámiára. A kutatók a szitanyomás felé fordultak, hogy a kerámián vékony, porózus nikkelrétegeket alakítsanak ki az általuk választott mintával vagy mintával.
„Ugyanaz a szitanyomás, amelyet a pólók készítéséhez használnak” – mondta Nicholas. „Ingék helyett csak elektronikát szitanyomunk. Ez egy nagyon gyártásbarát technika.”
Amint a nikkel a helyére került, a csapat érintkezésbe hozza azt az ezüsttel, amely körülbelül 1,000 Celsius fokos hőmérsékleten megolvadt. A nikkel nemcsak ezt a hőt viseli el – olvadáspontja 1,455 Celsius-fok –, hanem egyenletesen osztja el a cseppfolyós ezüstöt finom vonásai között az úgynevezett kapilláris hatás segítségével.
– Majdnem olyan, mint egy fa – mondta Nicholas. „A fa kapillárisok hatására vizet juttat az ágaiig. A nikkel ugyanazon a mechanizmuson keresztül szívja fel az olvadt ezüstöt."
Miután az ezüst lehűl és megszilárdul, a nikkel a kerámiához rögzítve tartja, még 700-800 Celsius fokos hőségben is, ha szilárd oxid üzemanyagcellában vagy szilárd oxid elektrolízis cellában találkozna. És ez a megközelítés más technológiákat is segíthet, ahol az elektronika felforrósodhat.
„Számos elektronikus alkalmazás létezik, amelyekhez olyan áramköri lapokra van szükség, amelyek ellenállnak a magas hőmérsékletnek vagy nagy teljesítménynek” – mondta Jon Debling, az MSU Technologies technológiai menedzsere, Michigan állam technológiai transzfer és kereskedelmi irodája. „Ebbe beletartoznak a meglévő alkalmazások az autóiparban, a repülőgépiparban, az ipari és katonai piacokon, de az újabbak is, mint például a napelemek és a szilárd oxid üzemanyagcellák.”
Technológiai menedzserként Debling a spártai innovációk kereskedelmi forgalomba hozatalán dolgozik, és azon dolgozik, hogy segítsen szabadalmaztatni ezt a keményebb elektronikai eszközök létrehozására szolgáló eljárást.
„Ez a technológia jelentős előrelépést jelent – a költségek és a hőmérséklet stabilitása terén – a meglévő paszta- és gőzleválasztási technológiákhoz képest” – mondta.
A maga részéről Nicholast továbbra is azok a legmodernebb alkalmazások érdeklik leginkább, mint a szilárd oxid üzemanyagcellák és a szilárd oxid elektrolízis cellák.
„Azon dolgozunk, hogy javítsuk a megbízhatóságukat itt a Földön – és a Marson – mondta Nicholas.
###
A projektben közreműködtek a spártai mérnöki kutatók, Hui-Chia Yu adjunktus, Timothy Hogan professzor és Thomas Bieler professzor is. A projektben végzett hallgatói kutatók között szerepelt Genzhi Hu, Quan Zhou, Aiswarya Bhatlawande, Jiyun Park, Robert Termuhlen és Yuxi Ma (Zhou, Bhatlawande és Ma azóta diplomát szerzett).
A projekt egyik vezetője a Brown Egyetemen, Yue Qi professzor szintén kapcsolatban áll az MSU-val. 2020-ig a Mérnöki Főiskola oktatói és beiktató dékánhelyettese volt a befogadás és sokszínűség témakörében.
####
További információért kattintson a gombra itt
Elérhetőségek:
Caroline Brooks
@MSUnews
Copyright © Michigan State University
Ha van észrevétele, kérem Kapcsolat minket.
A tartalom pontosságáért kizárólag a sajtóközlemények kiadói felelősek, nem pedig a 7th Wave, Inc. vagy a Nanotechnology Now.
Kapcsolódó linkek |
Kapcsolódó hírek Sajtó |
Hírek és információk
Kevésbé ártatlan, mint amilyennek látszik: Hidrogén hibrid perovszkitokban: A kutatók azonosítják a hibát, amely korlátozza a napelemek teljesítményét Április 30th, 2021
A világ első száloptikás ultrahangos képalkotó szondája a jövőbeni nanoméretű betegségek diagnosztizálására Április 30th, 2021
A kutatók elemezték az arany nanorészecskék belsejében keringő áramokat: egy új módszer megkönnyíti a mágneses tér hatásainak pontos elemzését összetett nanostruktúrákban Április 30th, 2021
Az új Cypher VRS1250 videósebességű atomerőmikroszkóp valódi videósebességű képalkotást tesz lehetővé akár 45 képkocka/másodperc sebességgel Április 30th, 2021
Korm. – Jogszabályok/Szabályzat/Finanszírozás/Szabályzat
Egyszerű robotok, okos algoritmusok Április 30th, 2021
Kevésbé ártatlan, mint amilyennek látszik: Hidrogén hibrid perovszkitokban: A kutatók azonosítják a hibát, amely korlátozza a napelemek teljesítményét Április 30th, 2021
Az új agyszerű számítástechnikai eszköz szimulálja az emberi tanulást: A kutatók olyan eszközt kondicionáltak, amely asszociáción keresztül tanul, mint Pavlov kutyája Április 30th, 2021
A szintetikus zselatinszerű anyag utánozza a homár hasának nyúlását és szilárdságát: A membrán szerkezete vázlatot jelenthet a robusztus mesterséges szövetek számára Április 23rd, 2021
Lehetséges jövők
Kevésbé ártatlan, mint amilyennek látszik: Hidrogén hibrid perovszkitokban: A kutatók azonosítják a hibát, amely korlátozza a napelemek teljesítményét Április 30th, 2021
A világ első száloptikás ultrahangos képalkotó szondája a jövőbeni nanoméretű betegségek diagnosztizálására Április 30th, 2021
A kutatók elemezték az arany nanorészecskék belsejében keringő áramokat: egy új módszer megkönnyíti a mágneses tér hatásainak pontos elemzését összetett nanostruktúrákban Április 30th, 2021
Az új Cypher VRS1250 videósebességű atomerőmikroszkóp valódi videósebességű képalkotást tesz lehetővé akár 45 képkocka/másodperc sebességgel Április 30th, 2021
Chip technológia
Az új agyszerű számítástechnikai eszköz szimulálja az emberi tanulást: A kutatók olyan eszközt kondicionáltak, amely asszociáción keresztül tanul, mint Pavlov kutyája Április 30th, 2021
A GLOBALFOUNDRIES a legfejlettebb New York-i félvezetőgyártó üzembe költözteti vállalati központját Április 27th, 2021
A kutatók nagy hatékonyságú frekvenciaátalakítást valósítottak meg integrált fotonikus chipen Április 23rd, 2021
Az új optikai eszközzel a mérnökök finomhangolhatják a fény színét Április 23rd, 2021
Közlemények
Kevésbé ártatlan, mint amilyennek látszik: Hidrogén hibrid perovszkitokban: A kutatók azonosítják a hibát, amely korlátozza a napelemek teljesítményét Április 30th, 2021
A világ első száloptikás ultrahangos képalkotó szondája a jövőbeni nanoméretű betegségek diagnosztizálására Április 30th, 2021
A kutatók elemezték az arany nanorészecskék belsejében keringő áramokat: egy új módszer megkönnyíti a mágneses tér hatásainak pontos elemzését összetett nanostruktúrákban Április 30th, 2021
Az új Cypher VRS1250 videósebességű atomerőmikroszkóp valódi videósebességű képalkotást tesz lehetővé akár 45 képkocka/másodperc sebességgel Április 30th, 2021
Interjúk/Könyvkritikák/Esszék/Riportok/Podcastok/Fogyóiratok/Fehér papírok/Poszterek
Nyílt forráskódú GPU technológia szuperszámítógépekhez: A kutatók eligazodnak az előnyei és hátrányai között Április 30th, 2021
Kevésbé ártatlan, mint amilyennek látszik: Hidrogén hibrid perovszkitokban: A kutatók azonosítják a hibát, amely korlátozza a napelemek teljesítményét Április 30th, 2021
A világ első száloptikás ultrahangos képalkotó szondája a jövőbeni nanoméretű betegségek diagnosztizálására Április 30th, 2021
A kutatók elemezték az arany nanorészecskék belsejében keringő áramokat: egy új módszer megkönnyíti a mágneses tér hatásainak pontos elemzését összetett nanostruktúrákban Április 30th, 2021
Energia
Kevésbé ártatlan, mint amilyennek látszik: Hidrogén hibrid perovszkitokban: A kutatók azonosítják a hibát, amely korlátozza a napelemek teljesítményét Április 30th, 2021
Hordható érzékelők, amelyek észlelik a gázszivárgást Április 19th, 2021
A hidrogén előállítására jobb megoldások csak a felszínen lehetnek Április 9th, 2021
A PTV-alapú polimer szerves napelemeket tesz lehetővé több mint 16%-os hatékonysággal Április 2nd, 2021
Autóipar/közlekedés
A chilei bevonat- és kompozitipar előrelépést tesz a grafén nanocső megoldások kihasználásával Április 9th, 2021
Új iparági szabvány az akkumulátorokhoz: ultra-tiszta létesítmény a grafén nanocső diszperziókhoz Március 19th, 2021
Repülés/űr
A tervezés szabadságának kiterjesztése: porbevonat az FRP-re a grafén nanocsövekkel ellátott vezető gélbevonatoknak köszönhetően Március 3rd, 2021
Csillaghajó repül: a nagy magasságú tesztrepülés hatalmas lépés a Nemzeti Űrtársaság űrrendezési céljai felé December 10th, 2020
A Nemzeti Űrtársaság emlékszik Ben Bovára: Az NSS gyászolja egy látnok NSS-vezető elvesztését December 2nd, 2020
Üzemanyagcellák
A tudósok egy módszert javasoltak a metanol üzemanyagcellák teljesítményének javítására December 25th, 2020
Az új képalkotó módszer a talaj szenet közel atomi léptékben vizsgálja December 25th, 2020
- Akció
- Fejlett technológia
- légtér
- elemzés
- alkalmazások
- április
- körül
- cikkben
- Helyettes
- auto
- autóipari
- akkumulátorok
- ágak
- Brown University
- Épület
- megvesz
- szén
- Celsius
- CGI
- díj
- kémiai
- vegyszerek
- Főiskola
- kereskedelmi
- számítástechnika
- koncentráció
- tartalom
- Átalakítás
- létrehozása
- hitel
- nap
- Department of Energy
- Design
- Eszközök
- betegség
- Sokféleség
- villamos energia
- Elektronika
- energia
- Mérnöki
- Mérnökök
- Környezet
- felszerelés
- Arc
- Objektum
- néző
- Jellemzők
- végén
- vezetéknév
- repülés
- Előre
- szabadság
- Üzemanyag
- finanszírozott
- jövő
- GAS
- gif
- Arany
- GPU
- diplomás
- Csoport
- itt
- Magas
- Hogyan
- HTTPS
- hatalmas
- gátfutás
- hibrid
- hidrogén
- azonosítani
- Leképezés
- Inc.
- befogadás
- ipari
- iparágak
- ipar
- információ
- IT
- Labs
- elindítja
- vezet
- TANUL
- tanulás
- Led
- Hosszú
- Gyártás
- gyártási
- március
- piacok
- március
- Március 2020
- anyagok
- orvostudomány
- fém
- Michigan
- Katonai
- mozog
- nanotechnológia
- Nasa
- háló
- hír
- Nikkel
- Más
- Oxigén
- szabadalom
- Mintás
- teljesítmény
- kitartás
- kitartás rover
- Pizza
- Bolygók
- polimer
- hatalom
- szonda
- Termékek
- Program
- program
- Védő
- radar
- RE
- Reagál
- reakció
- reakciók
- Releases
- fordított
- utak
- ROBERT
- robotok
- vándor
- futás
- Tudomány
- tudósok
- Képernyő
- Keresés
- félvezető
- Félvezetők
- érzékelők
- Megosztás
- Héj
- Ezüst
- Méret
- okos
- Társadalom
- nap
- Megoldások
- Hely
- Stabilitás
- kezdet
- Állami
- diák
- szuperszámítógépek
- tech
- Technologies
- Technológia
- teszt
- idő
- szállítás
- nekünk
- Ultrahangos
- egyetemi
- us
- Járművek
- állatorvosi
- Víz
- hullám
- WHO
- Munka
- művek
- világ
- jehu
- év