Technologia umożliwiająca przechwytywanie energii z urządzeń i przetwarzanie ciepła odpadowego
Liczne tranzystory ułożone na małej przestrzeni same z siebie wydzielają zbyt dużo ciepła, wpływając na funkcjonowanie mikroprocesora. Dlatego coraz ważniejsze jest opracowywanie nowych metod kontrolowania przepływu ciepła, szczególnie z wykorzystaniem materiałów krystalicznych, takich jak krzem, które są podstawą większości urządzeń. Energia termiczna lub wibracji atomów oscylujących w sieci krystalicznej przyjmuje postać fononów, cząstek równoważnych wytworzonej fali mechanicznej. Kontrolowanie fononów umożliwia więc kontrolowanie transportu ciepła i to właśnie jest celem finansowanego przez UE projektu MERGING(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (Membrane-based phononic engineering for energy harvesting). Projekt koncentrował się na materiałach i technologiach zgodnych z krzemem. Partnerzy projektu opracowali moduł generatora termoelektrycznego (TEG) pozwalającego przekształcać ciepło odpadowe w elektryczność, co pozwoliłoby częściowo zaspokoić zapotrzebowanie na energię coraz bardziej energochłonnych układów mikroprocesorowych przy jednoczesnym ograniczeniu wzrostu ich temperatury. TEG obejmuje dostosowany do potrzeb obwód mocy, który wspomaga generowanie niskiego napięcia, który został z sukcesem przetestowany w laboratorium. Partnerzy projektu opracowali i wdrożyli zaawansowane techniki do pomiaru właściwości termicznych w membranach i cienkich warstwach. Przeprowadzili szerokie badania teoretyczne transportu energii termicznej Zaproponowano nowy model sieci neuralnych, który odtwarza właściwości wibracyjne półprzewodników (Ge, Mn) o nanostrukturze i został wykorzystany w dalszych pracach rozwojowych. Zespół MERGING stworzył również membrany krzemowe i germanowe z kryształami fononicznymi i wykazał wpływ tych kryształów na dyspersję fononów oraz właściwości termiczne membran. Naukowcy przedstawili wyniki prac na 90 konferencjach międzynarodowych, podczas odczytów i prezentacji posterów. Dodatkowo opublikowali 19 artykułów w recenzowanych czasopismach. MERGING będzie miał duży wpływ na przechwytywanie energii i kontrolę energii w teleinformatyce. Optymalizacja technologii działającej w skali laboratoryjnej z użyciem autonomicznych i osadzonych czujników mogłaby poprawić sytuację innych sektorów, takich jak zdrowie i środowisko. Możliwość zasilania urządzeń o niskim poborze energii takich jak Internet Rzeczy staje się coraz bardziej realna.
