Grafen-förbättrad värmespridare för elektronik

Syfte och mål

Detta projekt kommer att demonstrera grafen-förstärkt värmespridare för att möta efterfrågan på mer effektiva kylsystem i nästa generations elektronik, särskilt mobil elektronik, kommunikationsteknik och stor infrastruktur. Cirka 30 % av volymen i nuvarande aluminiumbaserade värmespridare kommer att ersättas med en tunnare grafenbeläggning (endast 10 % volym).

På grund av att grafen har hög värmeledningsförmåga och låg massdensitet, kommer de nya värmespridarna att ha en reducerad vikt med minst 20 % och en ökad termisk verkningsgrad med ungefär 40 %. Med hänsyn till utbredningen och den enorma marknaden för mobil elektronik och kommunikationsteknik, kommer lättare och effektivare värmespridare skapa betydande samhälleliga fördelar och ekonomiska värden.

Upplägg och genomförande

De tre parterna, Kungliga Tekniska Högskolan (KTH), Huawei Technologies Sweden AB och Aninkco AB, kommer att gemensamt utveckla en 3D-skrivteknik för att tillverka grafenbeläggningar på ett effektivt, skalbart och kostnadseffektivt sätt.

Aninkco kommer att tillverka miljövänliga grafenbläck i stor skala. KTH skriver grafenfilmer i en unik 3D-struktur för att göra det bästa av grafenets höga värmeledningsförmåga. Huawei kommer att genomföra systematiska datorsimuleringar för att optimera 3D-strukturen och vägleda tillverkningen samt formulera testprotokoll för att karakterisera de slutliga komponenterna.

Abstract in english

This project will demonstrate graphene-enhanced heat spreaders to meet the demand for more efficient cooling systems in the next-generation electronics, especially mobile electronics, communication technology and large infrastructure.

About 30 % volume of the present pure aluminum-based heat spreaders will be replaced by graphene coating with 10 % volume. Because of the high thermal conductivity and low mass density of graphene, the new heat spreaders will have a reduced weight by at least 20 %, yet increased thermal efficiency by about 40 %.

In view of the wide spread and huge market of mobile electronics and communication technology, the lighter and more efficient heat spreaders will create significant societal benefits and economic values.

The three parties, KTH, Huawei Technologies Sweden AB and Aninkco AB, will jointly develop a 3D printing technique to fabricate the graphene-coated heat spreaders in an efficient, scalable and cost-effective manner. Aninkco will provide eco-friendly graphene inks in large scale. KTH will print graphene films in a unique 3D structure to make best of the high thermal conductivity of graphene. Huawei will conduct systematic computer simulations to optimize the 3D structure and guide the fabrication, and formulate test protocols to characterize the final devices.

Utlysning:
Lättviktslösningar med grafen – demonstratorprojekt 2017

Projektpartners: Kungliga Tekniska Högskolan, Huawei Technologies Sweden, Aninkco

Projektledare: Jiantong Li

E-mail: jiantong@kth.se

Bidrag: 1 050 000 kr

Projektets löptid: sep 2017 - feb 2019

Relaterade styrkeområden:

Med stöd från: