セリウム酸化物熱スイッチの進歩

北海道大学の電子科学研究所の研究者は、酸化セリウムを使用して熱スイッチを開発し、効率と持続可能性の向上を提供しています。

サーマルスイッチは、熱伝達を電気的に制御し、熱管理システムを改善するために重要です。ただし、電気化学サーマルスイッチは、伝統的にパフォーマンスが限られており、電子機器、エネルギー、廃熱回収などのセクターでの広範な使用を妨げています。

北海道大学電子科学研究所の研究者チームは、熱スイッチの活性材料として酸化セリウム（CEO2）薄膜を使用した新しいアプローチを調査しました。この方法は、より効率的で持続可能なソリューションを提供します。彼らの調査結果は、CEO2ベースのサーマルスイッチが以前のパフォーマンスベンチマークを上回ることができることを示しています。

新しいデバイスは、5.8のオン/オフ熱伝導率と熱伝導率（κ）スイッチング幅10.3 w/m・kを示しており、電気化学熱スイッチの新しいベンチマークを設定します。

その最小状態（州外）では、熱伝導率は2.2 w/m・kです。酸化状態（州内）では、それは12.5 w/m・kに大幅に増加します。これらのパフォーマンスメトリックは、100サイクルの減少と酸化の後、安定したままで、実用的な用途での長期使用のための並外れた耐久性と信頼性を示しています。この技術の重要な利点は、その費用対効果と環境の持続可能性で知られている広く利用可能な物質である酸化セリウムです。

まれで高価な材料に依存する従来のサーマルスイッチとは異なり、CEO2は手頃な価格で豊富な代替品を提供し、コストを削減し、熱管理ソリューションの環境への影響を減らします。これにより、テクノロジーの効率、スケーラビリティ、およびさまざまな業界での使用の可能性が向上します。

CEO2ベースのサーマルスイッチの開発は、熱管理技術の大幅な進歩を示しており、エレクトロニクス冷却や再生可能エネルギーシステムなどの分野で幅広い用途があります。これらのスイッチは、サーマルシャッターと高度なディスプレイで使用され、赤外線熱伝達を効果的に調節し、廃熱回収を改善し、エネルギー効率の高いシステムをサポートします。