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近日，上海交大制冷與低溫工程研究所王如竹教授團(tuán)隊(duì)在Cell Press旗下期刊Joule上發(fā)表了題為“A thermal management strategy for electronic devices based on moisture sorption-desorption processes”的研究論文，提出了一種通過(guò)固體吸附劑涂層解吸過(guò)程實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備強(qiáng)化散熱的新策略。該文第一作者是博士二年級(jí)研究生王晨曦，通訊作者是王如竹教授。
隨著電子設(shè)備性能的飛速發(fā)展和集成度的不斷提高，電子器件的發(fā)熱問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重，為電子設(shè)備提供有效的熱管理手段顯得十分重要。強(qiáng)制對(duì)流、壓縮制冷等主動(dòng)措施在能耗、重量、體積等方面受到諸多限制，基于相變材料的被動(dòng)儲(chǔ)能式熱管理手段，能夠利用材料的相變潛熱抑制設(shè)備的升溫趨勢(shì)，但固-液相變材料的儲(chǔ)能密度較低（200-300J/g）制約了使用效果。
本文提出了一種基于環(huán)境水蒸氣吸附-解吸的熱管理措施，當(dāng)設(shè)備處于高功耗運(yùn)行時(shí)，固體吸附劑涂層在溫升驅(qū)動(dòng)下發(fā)生水分解吸，抑制設(shè)備的升溫趨勢(shì)。同時(shí)，吸附劑涂層在設(shè)備低功耗運(yùn)行時(shí)，自發(fā)地從周圍環(huán)境中捕獲水蒸氣，實(shí)現(xiàn)水分的再次補(bǔ)充。文章還介紹了選取最佳吸附劑材料的準(zhǔn)則以及簡(jiǎn)化的解吸傳質(zhì)模型，并展望了該技術(shù)在未來(lái)的應(yīng)用場(chǎng)景和優(yōu)化方向。該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目（51521004）的支持。
本文是王如竹教授創(chuàng)建并領(lǐng)導(dǎo)的ITEWA（Innovative Team for Energy, Water & Air）團(tuán)隊(duì)在Joule上發(fā)表的第三篇學(xué)術(shù)論文。該團(tuán)隊(duì)于2018年8月在Joule上發(fā)表綜述文章，聚焦空氣取水技術(shù)，被Joule期刊推薦為2018最受讀者歡迎的論文；2019年4月又發(fā)表了能將低濕度空氣的濕份搬運(yùn)到高濕度空氣中的濕泵研究論文。ITEWA團(tuán)隊(duì)聚焦能源轉(zhuǎn)換與效率、水及空氣處理等領(lǐng)域的前沿基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)問(wèn)題，通過(guò)學(xué)科交叉分別從材料、器件和系統(tǒng)層面提出整體解決方案，從而推動(dòng)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域快速取得突破性進(jìn)展。
論文： Chenxi Wang, Lingji Hua, Hongzhi Yan, Bangjun Li, Yaodong Tu, and Ruzhu Wang*. A thermal management strategy for electronic devices based on moisture sorption-desorption processes, Joule (2020)
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