Merupakan inovasi baru penerapan nanomembran berlian yang diteliliti oleh para ahli sebagai salah satu pilihan pengisian kendaraan Listrik. Apa keunggulan berlian sebagai pengantar Listrik?
mmINDUSTRI.co.id – Fraunhofer (sumber): Penggunaan nanomembran berlian merupakan inovasi tebaru yang menjanjikan dalam elektromobilitas dan pengisian kendaraan listrik yang lebih cepat.
Keuntungan lain yang dicapai oleh para peneliti adalah ketika nanomembran berlian digunakan dalam infrastruktur pengisian daya, dan membran berlian berkontribusi pada kecepatan pengisian daya yang lima kali lebih tinggi.
Membran berlian menggantikan lapisan perantara isolasi. Secara umum, penerapan lapisan tembaga di bawah komponen akan meningkatkan aliran panas.
Akan tetapi, terdapat lapisan oksida atau nitrida isolasi listrik antara tembaga dan komponen, yang memiliki konduktivitas termal yang buruk.
“Kami ingin mengganti lapisan perantara ini dengan nanomembran intan, yang sangat efektif dalam mentransfer panas ke tembaga, karena intan dapat diproses menjadi jalur konduktif,” kata Dr. Matthias Mühle, kepala grup Diamond Technologies di Fraunhofer USA CMW Tengah Tengah Barat di Amerika Serikat.
“Membran buatan kami fleksibel dan berdiri bebas, membran berlian dapat ditempatkan di mana saja pada komponen atau tembaga atau diintegrasikan langsung ke sirkuit pendingin,” tambah Dr. Matthias Mühle.
Tim Dr. Matthias Mühle mencapai hal ini dengan menumbuhkan nanomembran berlian polikristalin pada wafer silikon terpisah, kemudian melepaskannya, membaliknya, dan mengetsa bagian belakang lapisan berlian.
Hal itu menghasilkan berlian halus yang berdiri bebas yang dapat dipanaskan pada suhu rendah 80 derajat Celcius dan selanjutnya ditempelkan pada komponennya.
“Perlakuan panas secara otomatis mengikat membran setebal mikrometer ke komponen elektronik. Berlian tersebut kemudian tidak lagi berdiri bebas tetapi terintegrasi ke dalam sistem,” jelas peneliti.
Nanomembrane berlian dapat diproduksi pada skala wafer (4 inci atau lebih besar), sehingga cocok untuk aplikasi industri. Paten telah diajukan untuk pengembangan tersebut. Uji coba penerapan inverter dan trafo di bidang aplikasi seperti transportasi listrik dan telekomunikasi akan dimulai tahun ini.
Berlian memiliki sifat unik yang membantu mendinginkan elektronik daya pada kendaraan listrik. Berikut beberapa informasi kontribusi berlian yang dikutip dari beberapa portal:
– Berlian memiliki konduktivitas termal yang sangat baik. Artinya berlian dapat dengan cepat menyalurkan pa bebenas dari komponen elektronik, seperti inverter dan pengontrol daya, yang menghasilkan panas selama operasi kendaraan listrik. Dengan mengurangi panas lokal, berlian membantu menjaga suhu optimal dan mencegah kerusakan.
– Ketika berlian ditempatkan di dekat komponen elektronik, seperti transistor daya atau modul baterai, bahan itu berfungsi sebagai penghantar panas yang efisien. Ini membantu mengalirkan panas dari area yang memerlukan pendinginan ke area yang lebih dingin.
– Para peneliti Fraunhofer-Gesellschaft mengembangkan nanomembran berlian yang sangat tipis. Nanomembran ini dapat diintegrasikan langsung ke dalam komponen elektronik. Dengan mengurangi beban panas lokal, nanomembran berlian meningkatkan efisiensi dan masa pakai komponen.
– Selain mendinginkan komponen elektronik, berlian berperan dalam pengisian daya yang lebih cepat. Dengan mengurangi panas yang dihasilkan selama pengisian, berlian memastikan baterai dapat diisi dengan lebih efisien dan lebih cepat.
Berlian yang digunakan adalah hasil teknilogi sintesis yang diproduksi dalam proses teknologi terkoantrol, berbeda dengan berlian yang terbentuk secara alami melalui proses geologis dan diperoleh melalui penambangan.
Berlian sintesis terbuat dari bahan karbon murni yang mengkristal dalam bentuk isotropik 3D dan memiliki sifat kimia dan fisik yang identik dengan berlian yang terbentuk secara alami. Bagaimana membuat berlian sintesis?
Dirangkum dari beberapa sumber, para ahli menggunakan metode memproduksi berlian sintesis:
– Metode tekanan tinggi dan suhu tinggi (HPHT): Metode ini mensimulasikan kondisi tekanan tinggi dan suhu tinggi yang membentuk berlian alami di bawah tanah.
Berlian sintesis HPHT dibuat dengan mengekspos karbon (biasanya dalam bentuk grafit) pada tekanan hingga 50.000 atm dan suhu antara 900°C hingga 1.300°C. Proses ini mengubah karbon menjadi bentuk paling padat, yaitu berlian.
– Metode deposisi uap kimia (CVD): Metode ini melibatkan penggunaan gas seperti metana dan hidrogen. Karbon dari gas ini dideposisikan pada substrat berlian sintetis yang tumbuh secara bertahap. Proses ini lebih umum digunakan untuk menghasilkan berlian sintetis berkualitas tinggi untuk perhiasan.
Sedangkan bahan baku berlian sintesis adalah karbondalam bentuk grafit yakni bahan baku utama untuk berlian sintesis.
Di sini, metode HPHT menggunakan grafit sebagai bahan baku, sementara metode CVD menggunakan gas seperti metana yang mengandung karbon.
PGE Garap Proyek Panas Bumi di Kenya, Ekspansi ke Pasar Dunia 