ניו-טק מגזין | ספטמבר 2026 | המהדורה הדיגיטלית

איור קונספטואלי של תמונת שער: « מערכת הקירור החדשה: יריעת ניקל־טיטניום המגיבה לחום מייצרת תנועה מכנית, וזו מפעילה יריעה שנייה המייצרת קירור. Concept by Yi-Ting Hsiau and קרדיט: Jingyuan Xu, KIT; visual design by Ella .Maru Studio ארוך יותר. בהתקן זעיר, מערכת ההנעה עלולה לבלוע את יתרון הגודל עוד לפני שפונה מיליוואט אחד של חום. במקום לחבר את יריעת הקירור למנוע, Yi - Ting Hsiau , Shuichi Miyazaki החוקרים - , - צימדו אותה Jingyuan Xu ו־ Manfred Kohl ליריעת זוכרת־צורה נוספת. כל אחת מהיריעות מבצעת תפקיד אחר. ומשמשת TiNi היריעה הראשונה עשויה כמפעיל תרמי. כשהטמפרטורה שלה עולה מעבר לטמפרטורת המעבר, היא חוזרת למבנה שהוגדר לה ומתכווצת. ההתכווצות מייצרת כוח של כמה ניוטון לאורך מהלך של מאות מיקרומטרים - בדיוק סוג התנועה הקצרה והחזקה שנדרש כדי למתוח את יריעת הקירור. , היא הרכיב TiNiFe היריעה השנייה, העשויה האלסטוקלורי. המתיחה מעבירה אותה לפאזה מרטנזיטית ומחממת אותה; לאחר והכוח משתחרר, heat sink שהחום נפלט ל־ היא חוזרת לפאזה המקורית ומתקררת מתחת לטמפרטורת הסביבה. משטחי מגע נעים מצמידים אותה לסירוגין לצד החם ולצד הקר. החיבור בין שתי היריעות פותר בעיה של התאמה מכנית. לפי המאמר, המפעיל התרמי הציג יחס כוח־למהלך של TiNi המבוסס ניוטון 1.1 ניוטון למילימטר, לעומת 14.5 למילימטר במפעיל האלקטרומכני המסחרי ששימש את החוקרים להשוואה. הנתון אינו כמערכת שלמה; 13 אומר שהיריעה יעילה פי הוא מתאר התאמה טובה יותר לצורך המכני המסוים של חומר הקירור. בניסוי הראשון חוממה יריעת ההפעלה actuator באמצעות זרם חשמלי. בטמפרטורת מעלות צלזיוס נמדד שינוי טמפרטורה 86 של קלווין ביריעת הקירור והפרש של 12.9 של קלווין ברמת ההתקן. לאחר מכן החליפו 4 במקור חום Joule החוקרים את חימום ה־ מעלות, שהעביר 130 מוצק בטמפרטורה של את החום ליריעת ההפעלה באמצעות מגע. 2.2 בתצורה הזאת התקבל הפרש יציב של שתי יריעות שמחלקות ביניהן את העבודה

ממירה חום TiNi מבנה מערכת הקירור האלסטוקלורית ומחזור פעולתה: יריעת :1 איור « ליצירת קירור. התרשים מציג את אב־הטיפוס, TiNiFe לתנועה מכנית, המותחת ומשחררת יריעת התנהגות הסגסוגות וארבעת שלבי מחזור הקירור. Hsiau et al., Nature Energy (2026), CC BY 4.0 קרדיט:

: electricity - minimized בניסוח הזהיר יותר טכנולוגיה שעשויה לצמצם את דרישת החשמל של הקירור. גם הספק הקירור המוחלט מחייב פרופורציה. 2.09 בתצורה המונעת ממקור חום נמדדו מיליוואט באפס הפרש טמפרטורות, או הספק ואט לגרם חומר פעיל. ההספק 3.32־ סגולי של כ הסגולי נראה גבוה משום שמסת היריעה זעירה; רכיב אלקטרוני אינו מתקרר באמצעות יחס לגרם אלא באמצעות מספר הוואטים שהמערכת מסוגלת לפנות בפועל. החוקרים מציעים לחבר יריעות רבות במקביל ולהגדיל את הממדים הצדיים שלהן. ההגדלה הזאת תדרוש גם מעבר חום טוב יותר ותכנון אחר של המגעים. ומעל כל אלה ניצבת טמפרטורת ההפעלה: מקור החום החיצוני מעלות צלזיוס. 130־ בניסוי היה ב הספרות בתחום מראה שהאפקט האלסטוקלורי ניתן להרחבה, אך לא בהכרח באותה ארכיטקטורה. מערכת מרובת תאים הגיעה להספק 2025־ ב Nature שפורסמה ב־ , NiTi קירור ברמת קילוואט באמצעות צינורות הרץ ונוזל גרפן להעברת 3.5 עבודה בתדר של חום. זהו הישג משמעותי, אך המתקן שונה מאוד מיריעות דקות שנועדו לקירור מקומי. הוא מדגים שהחומר מסוגל לעבוד בקנה מידה

מחזורים, עם ירידה ממוצעת 20 קלווין לאחר מעלות 1.2 של מעלה אחת בצד הקר ועלייה של בצד החם. המעבר ממקור חשמלי למקור חום חיצוני הוא ההוכחה המרכזית של העבודה. הוא מראה שההמרה התרמית־מכנית יכולה להפעיל את המחזור האלסטוקלורי. הביצועים בתצורה הזאת היו נמוכים יותר: הגיאומטריה אפשרה מהלך קצר יותר, והעברת חום דרך גבול המגע דרשה טמפרטורה גבוהה יותר מחימום פנימי של היריעה. מה בדיוק נחסך כאן No על המחקר נשאה את הכותרת “ KIT הודעת .” Electricity Needed for Solid - state Cooling בקריאה מערכתית, הכותרת רחבה יותר ממה שהודגם. מקור החום החיצוני אכן החליף את הזרם החשמלי שהפעיל ישירות את יריעת ה־ , אבל מתקן הבדיקה כולו לא היה פסיבי. TiNi החוקרים השתמשו במיקרו־מחמם מפלטינה כדי לייצר מקור חום מבוקר, בבקרת טמפרטורה ובמפעילים אלקטרומכניים שהזיזו את מקורות החום ואת משטחי הקירור אל היריעות ומהן. ההספק של רכיבים אלה אינו נעלם ממאזן האנרגיה של מערכת עתידית. משום כך המאמר עצמו משתמש

New-Tech Magazine l 56