Diese Innovation ermöglicht es Prozessoren, ihre eigene Wärme zurückzugewinnen und in Elektrizität umzuwandeln
Ein internationales Forscherteam hat eine thermoelektrische Legierung aus Silizium, Germanium und Zinn entwickelt, die alle zur Gruppe IV des Periodensystems gehören. Diese innovative Legierung könnte in die Produktionsprozesse aktueller Elektronikchips integriert werden, um die von Prozessoren erzeugte Wärme in elektrische Energie umzuwandeln. Diese Arbeiten wurden in ACS Applied Energy Materials veröffentlicht.
Derzeit gehen in Europa jährlich etwa 1,2 Exajoule Niedertemperaturwärme durch Computerinfrastrukturen wie Rechenzentren und intelligente Geräte verloren. Diese Wärme, die dem jährlichen Energieverbrauch von Ländern wie Österreich oder Rumänien entspricht, stellt aufgrund technischer Herausforderungen bei ihrer Rückgewinnung eine unterausgeschöpfte Energiequelle dar.
Die Verbindung von Germanium und Zinn hat sich als besonders interessante Kombination für thermoelektrische Anwendungen herausgestellt. Laut Dr. Dan Buca vom Forschungszentrum Jülich reduziert die Zugabe von Zinn zu Germanium die thermische Leitfähigkeit, während die elektrischen Eigenschaften erhalten bleiben, was es zu einem idealen Kandidaten für die Umwandlung von Wärme in Elektrizität macht.
Die Integration dieser Legierung in Siliziumchips könnte eine direkte Rückgewinnung der bei der Prozessorfunktion erzeugten Restwärme ermöglichen und so die Notwendigkeit einer externen Kühlung und zusätzlichen Stromversorgung verringern. Dieser Ansatz ebnet den Weg zu nachhaltigeren und energieeffizienteren Computergeräten.
Professor Giovanni Capellini von der IHP betont, dass dieser Fortschritt einen bedeutenden Einfluss auf sogenannte "grüne" Computerinfrastrukturen haben könnte. Die Forschung wird mit dem Ziel fortgesetzt, die Zusammensetzung dieser Legierung um weitere Kombinationen wie SiGeSn zu erweitern und letztlich ein voll funktionsfähiges thermoelektrisches Gerät zu entwickeln.
Verfasser des Artikels: Cédric DEPOND