Neues Material leitet Hitze um 72 % besser ab als bekannte Wärmepaste

Die effiziente Ableitung der Wärme in Computersystemen ist ein Kernproblem der Hardware-Entwickler. Ein neues Material soll ihnen hier nun sehr viel weiterhelfen: Es transportiert Wärme fast doppelt so gut wie bisherige Produkte auf Flüssigmetall-Basis.

2,8 kW auf 16 Quadratzentimetern

Entwickelt wurde es von Forschern der University of Texas in Austin. Nach deren Auffassung dürfte ihre Entwicklung dazu beitragen, den hohen Energieverbrauch für die Kühlung von Serverfarmen deutlich zu senken. Dank einer speziellen Kombination der Flüssigmetall-Legierung Galinstan und des keramischen Materials Aluminium-Nitrid ist dieses sogenannte thermische Interface-Material (TIM) bis zu 72 Prozent effektiver als bisher verfügbare Alternativen.

Das innovative Material wurde mechanochemisch entwickelt, wobei die Inhaltsstoffe in einem kontrollierten Prozess vermischt wurden, um optimale Wärmeleitfähigkeit zu erreichen. Labortests, deren Daten in Nature Nanotechnology veröffentlicht wurden, zeigten, dass TIM in der Lage ist, bis zu 2760 Watt Wärme auf einer nur 16 Quadratzentimeter großen Fläche abzuleiten - deutlich mehr als bisherige Kühlprodukte.


Die neue Technologie könnte erheblich zur Effizienzsteigerung in Rechenzentren beitragen, die aktuell etwa 40 Prozent ihres gesamten Energieverbrauchs - rund acht Terawattstunden jährlich - allein für Kühlung aufwenden. Die Forscher schätzen, dass ihr TIM den Energiebedarf für die Kühlung um 13 Prozent senken könnte, was den gesamten Energieverbrauch eines Rechenzentrums um mindestens 5 Prozent reduzieren würde. Dies würde nicht nur die Betriebskosten senken, sondern auch die Kohlenstoffemissionen erheblich mindern.

Professor Guihua Yu von der University of Texas betonte die Bedeutung solcher Entwicklungen angesichts der zunehmenden Energieintensität in Rechenzentren. "Der Energieverbrauch für Kühlinfrastruktur steigt stetig. Es ist dringend notwendig, neue Lösungen wie dieses Material zu entwickeln", sagte er.

Arbeit an Massenproduktion

Neben einer verbesserten Kühlleistung könnte TIM dazu beitragen, die Anzahl der Prozessoren in einem Rechenzentrum zu erhöhen, ohne das Risiko der Überhitzung. Auch die Lüfter und Pumpen, die zur Wärmeableitung notwendig sind, könnten deutlich effizienter arbeiten und bis zu 65 Prozent weniger Energie verbrauchen, hieß es.

Aktuell befindet sich das Material noch im Entwicklungsstadium, und die Forscher testen es in kleinen Mengen. Nun arbeitet das Team daran, TIM in größeren Mengen herzustellen und plant erste Tests in realen Rechenzentren mit Partnern aus der Industrie. Ein Einsatz des Materials im privaten Bereich für PC-Kühlsysteme dürfte jedoch noch in weiter Ferne liegen.


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