Današnje najsodobnejše kalorične tehnologije, kot so magnetokalorika, elektrokalorija ali elastokalorika, temeljijo na tako imenovanem principu aktivne kalorične regeneracije (AKR). AKR temelji na recipročnem gibanju tekočine skozi porozno kalorično strukturo. Tak sistem običajno vsebuje veliko količino kaloričnega materiala in dokaj zapleten hidravlični sistem, ki je primernejši za uporabo v velikih napravah za hlajenje ali črpanje toplote. Po drugi strani pa miniaturizirana elektronika proizvaja ogromno toplote, ki jo je treba učinkovito upravljati. Tako se je pojavil alternativni raziskovalni pristop na področju kaloričnih tehnologij. Vključuje nove koncepte naprav, ki bi uporabljali tako imenovana toplotna stikala. Uporaba toplotnih stikal bi lahko privedla do drastičnih izboljšav pri prenosu toplote od/do kaloričnega materiala in posledično do miniaturizacije kaloričnih naprav. Zanimiva domena za iskanje mehanizmov s toplotnimi stikali je mikrofluidika, ki je omogočila razvoj integriranih naprav ''lab-on-chip''. Čeprav večina mikrofluidnih naprav temelji na neprekinjenem pretoku tekočin v mikrokanalih, je v zadnjih nekaj letih vse več zanimanja za naprave, ki se zanašajo na manipulacijo z diskretnimi kapljicami z učinki površinske napetosti. Ena takih tehnik je elektroomočenje na dielektriku (ang. ''EWOD''), ki temelji na omočljivosti tekočin na dielektrični trdni površini s spreminjanjem električnega potenciala. V tem prispevku bomo predstavili nov koncept kalorične naprave, ki združuje kalorični učinek in aktiviranje kapljice EWOD kot mehanizem toplotnega stikala. Prikazali bomo različne možne zasnove takšnih naprav in njihovo delovanje. Nadalje bodo obravnavani materiali in njegove lastnosti, ki sestavljajo celotno napravo.
B.03 Referat na mednarodni znanstveni konferenci
COBISS.SI-ID: 16800795Aerosolno nanašanje (AD) je razmeroma nova metoda za hitro nanašanje debelih filmov različnih funkcionalnih materialov pri sobni temperaturi. Popolna konsolidacija funkcionalnih filmov se zgodi v AD zaradi udarcev delcev visoke hitrosti na podlago. Metoda AD ponuja odličen način povezovanja različnih materialov, kot so keramika, kovine, polimeri in stekla. Iz tega razloga metoda AD odpira nove rešitve pri načrtovanju različnih aplikacij, na primer pri pripravi in integraciji kaloričnih elementov za nove polprevodniške hladilne naprave. V tem prispevku bomo predstavili nekaj primerov integracije različnih materialov z uporabo metode AD. Pokazali bomo, kako metoda AD omogoča pripravo površinskih premazov iz aluminijevega oksida za zaščito in električno izolacijo kaloričnih elementov. Poleg tega bodo proučene možnosti vključevanja kaloričnih materialov na različne cenene podlage. Nadalje bodo obravnavane električne in elektrokalorične lastnosti pripravljenih aerosolno naloženih plasti.
B.03 Referat na mednarodni znanstveni konferenci
COBISS.SI-ID: 16800539Kalorično hlajenje in črpanje toplote veljata za eno najpomembnejših alternativ obstoječim tehnologijam parno kompresorskega hlajenja. V zadnjih dveh desetletjih lahko opazimo znatno povečanje števila raziskovalnih prizadevanj za to tehnologijo na trgu. Kljub temu, da so raziskovalci znatno napredovali, obstaja veliko odprtih, nerešenih in močno povezanih problemov glede uporabe kaloričnih materialov, energetske učinkovitosti in konkurenčnih stroškov takšnih potencialnih naprav. Alternativna rešitev, ki bi lahko premagala nekatere ovire pri prenosu toplote in dinamiki tekočin ter vodi v prihodnje raziskovalne domene pri kaloričnem hlajenju, je povezana z uporabo toplotnih diod ali toplotnih stikal. Tovrstne rešitve lahko privedejo do zelo visokih frekvenc delovanja (število kaloričnih termodinamičnih ciklov na enoto časa), to je nad 25 Hz, in znatno izboljšano kompaktnost. V raziskovalni kalorični skupnosti potekajo od leta 2010 vse večja raziskovalna prizadevanja na tem področju.
B.03 Referat na mednarodni znanstveni konferenci
COBISS.SI-ID: 16373787Predmet raziskave je numerično preiskovanje delovanja novega načina delovanja magnetokalorične hladilne naprave za katero je bil podeljen tudi patent ''Metoda prenosa toplote v združeni strukturi toplotnega regeneratorja in izvedba toplotnega regeneratorja'' (COBISS.SI-ID 14214659). Nova metoda prenosa toplote znotraj porozne strukture magnetokaloričnega materiala ponuja učinkovito delovanje pri bistveno višjih frekvencah delovanja kot je trenutno stanje tehnike. Trenutno stanje tehnike (aktivna magnetna regeneracija) izkazuje učinkovito delovanje do 5 Hz, medtem ko naša patentirana metoda omogoča učinkovito delovanje nad 20 Hz. Učinkovito delovanje pri višjih obratovalnih frekvencah vodi do višje gostote moči ter posledično omogoča miniaturizacijo samih hladilnih naprav.
F.08 Razvoj in izdelava prototipa
COBISS.SI-ID: 17041179