Les microprocesseurs ont besoin de liquides pour combattre la chaleur
Alors que les technologies de refroidissement actuelles atteignent leurs limites techniques, les nanofluides semblent présenter des propriétés thermiques supérieures par rapport aux techniques classiques. Des rapports publiés sur les performances en laboratoire font état d'une amélioration de plus de 40 %. Les mécanismes ne sont pas clairs toutefois. Les scientifiques ont lancé le plus grand projet de collaboration au monde, le projet NANOHEX («Enhanced nanofluid heat exchange»), pour la recherche et le développement de nanofluides de refroidissement afin d'explorer avec méthode ce potentiel. Les chercheurs se sont concentrés sur des formules pour utilisation dans le refroidissement des centres de données et le refroidissement de l'électronique de la puissance de traction. Des tests thermiques d'une série de nanofluides ont permis de garnir une base de données complète, la plus grande actuellement, et de sélectionner deux espèces de nanoparticules (NP) pour développement ultérieur. Les scientifiques ont préparé et optimisé des dispersions de carbure de silicium (SiC) et d'oxyde d'aluminium (Al2O3) dans deux liquides porteurs différents, l'eau et l'eau/éthylène glycol (EG). Ils ont démontré une meilleure conductivité thermique entre 10 et 20 % pour les NP disperses dans l'eau/EG. Même si elles sont inférieures à ce que l'on attendait sur la base des résultats de laboratoire publiés, les améliorations n'en restent pas moins prometteuses. Les chercheurs ont également découvert que l'ajout de NP a des effets importants sur la viscosité, un élément à prendre considération pour les futures recherches. L'équipe a mis au point un modèle d'évaluation pour prédire les performances thermiques des nouveaux nanofluides grâce à des données expérimentales sur la viscosité et la conductivité. Deux unités de démonstration ont été produites pour chaque application et une analyse du cycle de vie et une étude de faisabilité économique ont été réalisées. Les résultats ont montré qu'un centre de données refroidi aux nanofluides offre d'importants avantages environnementaux par rapport au refroidissement classique. Une simulation a en outre montré que le refroidissement à l'eau pouvait plus que doubler la capacité de calcul d'un centre de données et que les nanofluides poussaient cette augmentation de 10 % supplémentaires, ouvrant la voie à d'importants nouveaux marchés pour la technologie des liquides de refroidissement. Même si les nanofluides de refroidissement n'affectent pas l'impact environnemental des appareils électroniques de puissance de traction, ils peuvent considérablement augmenter la durée de vie des onduleurs. La modélisation NANOHEX et les résultats expérimentaux ont démontré la présence d'un marché précis pour les nanofluides de refroidissement avec des résultats particulièrement prometteurs au niveau du refroidissement des centres de données. En outre, la base de données la plus complète au monde des propriétés thermiques des nanofluides combinée à des outils de simulation sera d'une importance capitale dans le développement continu de nanofluides hautes performances et respectueux de l'environnement pour les applications de refroidissement.