डेटा सेंटर और उच्च - के रूप में प्रदर्शन कंप्यूटिंग (HPC) सुविधाएं बढ़ती बिजली घनत्वों के साथ जूझती हैं - AI, मशीन लर्निंग, और क्लाउड कंप्यूटिंग द्वारा संचालित - कूलिंग प्रौद्योगिकियां एक महत्वपूर्ण अड़चन बन गई हैं। सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले समाधानों में, फ्लोराइनेटेड तरल पदार्थ, विशेष रूप से परफ्लुओरोपॉलेथर्स (PFPE), उनके असाधारण थर्मल स्थिरता और ढांकता हुआ गुणों के कारण लंबे समय से हावी हैं। हालांकि, पर्यावरणीय नियमों को विकसित करना और उच्च दक्षता की मांग PFPE योगों में नवाचारों और व्यवहार्य विकल्पों के विकास में नवाचार कर रहे हैं। यह लेख PFPE प्रौद्योगिकी में नवीनतम प्रगति और शीतलन परिदृश्य को फिर से आकार देने वाले उभरते विकल्पों की पड़ताल करता है।
PFPE: गोल्ड स्टैंडर्ड और इसके हालिया नवाचार
PFPE (Perfluoropolyether) तेलों ने विसर्जन शीतलन प्रणालियों में एक प्रीमियम शीतलक के रूप में अपनी प्रतिष्ठा अर्जित की है, गुणों के एक अनूठे सेट के लिए धन्यवाद: उच्च थर्मल चालकता, रासायनिक जड़ता, गैर - ज्वलनशीलता, और विद्युत गैर - चालकता। ये लक्षण उन्हें संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक्स, जैसे कि जीपीयू और सर्वर मदरबोर्ड को जलमग्न करने के लिए आदर्श बनाते हैं, बिना जंग या शॉर्ट सर्किट के जोखिम के। पारंपरिक PFPE योगों को, हालांकि, अपने उच्च ग्लोबल वार्मिंग क्षमता (GWP) और पर्यावरण में दृढ़ता के लिए आलोचना का सामना करना पड़ा, जिससे निर्माताओं को अपनी रसायन विज्ञान पर पुनर्विचार करने के लिए प्रेरित किया।
PFPE प्रौद्योगिकी में हाल के नवाचार प्रदर्शन को संरक्षित करते हुए पर्यावरणीय प्रभाव को कम करने पर ध्यान केंद्रित करते हैं। 3M और Solvay जैसे अग्रणी निर्माताओं ने कम - GWP PFPE वेरिएंट, जैसे कि 3M का Novec 7100GL, जो पुराने फ्लोरिनेटेड तरल पदार्थों की तुलना में GWP को 99% से अधिक की कटौती करता है। ये अगले - जनरल pfpes आणविक श्रृंखलाओं को छोटा करके और फ्लोरीन सामग्री को कम करके, थर्मल दक्षता का त्याग किए बिना उनके वायुमंडलीय जीवनकाल को कम करके इसे प्राप्त करते हैं। एक अन्य सफलता एडिटिव्स का एकीकरण है जो गर्मी हस्तांतरण - ग्राफीन या बोरॉन नाइट्राइड के नैनोकणों को बढ़ाता है, उदाहरण के लिए - ढांकता हुआ सुरक्षा बनाए रखते हुए 20% तक थर्मल चालकता को बढ़ावा देना।
इसके अतिरिक्त, पुनर्नवीनीकरण PFPE योग उभर रहे हैं। इन तरल पदार्थों को उपयोग के बाद फ़िल्टर किया जा सकता है और पुन: उत्पन्न किया जा सकता है, अपशिष्ट को कम करना और लंबे समय तक - टर्म ऑपरेशनल कॉस्ट को कम करना। नेट - शून्य लक्ष्यों को प्राप्त करने के उद्देश्य से डेटा केंद्रों के लिए, ये नवाचार PFPE को पहले से कहीं अधिक टिकाऊ विकल्प बनाते हैं।
PFPE के लिए विकल्प: विशिष्ट आवश्यकताओं के लिए विविध समाधान
जबकि उन्नत PFPE प्रमुख रहते हैं, कई विकल्प कर्षण प्राप्त कर रहे हैं, प्रत्येक में लागत, बायोडिग्रेडेबिलिटी, या विरासत प्रणालियों के साथ संगतता जैसे विशिष्ट दर्द बिंदुओं को संबोधित किया जाता है।
हाइड्रोकार्बन
सिंथेटिक हाइड्रोकार्बन (SHCs) एक लागत के रूप में उभर रहे हैं - PFPE के लिए प्रभावी विकल्प। पेट्रोलियम या प्राकृतिक गैस से व्युत्पन्न, ये तरल पदार्थ PFPE की कीमत - के एक अंश पर अच्छी थर्मल स्थिरता और ढांकता हुआ गुण प्रदान करते हैं - आमतौर पर 30 - 50% सस्ता। एक्सॉनमोबिल और शेवरॉन फिलिप्स के लोगों की तरह SHCs गैर -- विषाक्त और अधिकांश धातुओं और प्लास्टिक के साथ संगत हैं, जिससे उन्हें मौजूदा विसर्जन प्रणालियों में एकीकृत करना आसान हो जाता है। उनका मुख्य दोष PFPE की तुलना में कम तापीय चालकता है, जो अल्ट्रा - उच्च - घनत्व सेटअप (50 kW/रैक से ऊपर) में उनके उपयोग को सीमित करता है। हालांकि, मिड-रेंज डेटा सेंटर (10-30 किलोवाट/रैक) के लिए, SHCs प्रदर्शन और सामर्थ्य का संतुलन प्रदान करते हैं।
पानी - आधारित नैनोफ्लुइड्स
पानी - आधारित शीतलक, उनकी चालकता के लिए लंबे समय से खारिज कर दिया गया, नैनो टेक्नोलॉजी के साथ वापसी कर रहे हैं। विआयनीकृत पानी में नैनोकणों (जैसे, एल्यूमीनियम ऑक्साइड, तांबे) को निलंबित करके, शोधकर्ताओं ने ढांकता हुआ नैनोफ्लुइड्स बनाए हैं जो कि 40 - 60% से अधिक शुद्ध पानी से बेहतर हैं, जबकि शेष विद्युत सुरक्षित रहते हैं। इंजीनियर तरल पदार्थ जैसी कंपनियां इस तरह के योगों की पेशकश करती हैं, जो बायोडिग्रेडेबल हैं और - शून्य GWP के पास हैं। ये तरल पदार्थ सीधे - से चिप कूलिंग सिस्टम में एक्सेल करते हैं, जहां लक्षित गर्मी हटाने महत्वपूर्ण है। उनकी कम लागत और पर्यावरणीय लाभ उन्हें एज डेटा सेंटर और ग्रीनफील्ड परियोजनाओं के लिए लोकप्रिय बनाते हैं, हालांकि उन्हें लीक को रोकने के लिए सख्त सीलिंग की आवश्यकता होती है।
संयंत्र - आधारित डाइलेक्ट्रिक्स
बायोडिग्रेडेबल, प्लांट - व्युत्पन्न कूलेंट इको - सचेत सुविधाओं के लिए ध्यान आकर्षित कर रहे हैं। जोड़ा स्टेबलाइजर्स के साथ वनस्पति तेलों (जैसे, कैनोला, सूरजमुखी) से बनाया गया है, ये तरल पदार्थ गैर - विषाक्त, पूरी तरह से बायोडिग्रेडेबल हैं, और कम GWP हैं। Midel's en - जैसे ब्रांड 120 डिग्री तक थर्मल स्थिरता प्रदान करते हैं, जो मध्यम - घनत्व अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। जबकि उनकी थर्मल चालकता PFPE के पीछे है, प्लांट - आधारित डाइलेक्ट्रिक्स सख्त पर्यावरणीय नियमों वाले क्षेत्रों में डेटा केंद्रों के लिए आदर्श हैं, जैसे कि यूरोपीय संघ की पहुंच या कैलिफोर्निया की एसबी 343। उनकी मुख्य चुनौती समय के साथ ऑक्सीकरण है, लेकिन एंटीऑक्सिडेंट एडिटिव्स में अग्रिमों की आवश्यकता होती है।
हाइड्रोफ्लुओरोथर्स (एचएफई)
HFEs फ्लोराइनेटेड तरल पदार्थ हैं जो PFPE प्रदर्शन और पर्यावरण सुरक्षा के बीच अंतर को पाटने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। GWP मानों के साथ 1 के रूप में कम (विरासत pfpes के लिए हजारों की तुलना में), 3M के Novec 649 जैसे HFEs गैर - ज्वलनशील और रासायनिक रूप से स्थिर हैं। वे एकल - चरण विसर्जन शीतलन में अच्छा प्रदर्शन करते हैं, जो पीएफपीई के करीब थर्मल चालकता की पेशकश करते हैं लेकिन कम लागत पर। एचएफई यूरोप और एशिया में विशेष रूप से लोकप्रिय हैं, जहां फ्लोराइज्ड पदार्थों पर नियामक दबाव सबसे मजबूत हैं। उनकी मुख्य सीमा एक कम उबलते बिंदु (Novec 649 के लिए लगभग 49 डिग्री) है, जो उच्च - तापमान वातावरण में उनके उपयोग को प्रतिबंधित करता है।
आयनिक तरल पदार्थ
आयनिक तरल पदार्थ (ILS) एक कटिंग - एज वैकल्पिक हैं, जो 100 डिग्री से नीचे पिघलने वाले बिंदुओं के साथ लवण से बना है। उनकी अनूठी संरचना उन्हें असाधारण थर्मल स्थिरता (300 डिग्री तक) और नॉन - ज्वलनशीलता प्रदान करती है, जिससे वे चरम उच्च - घनत्व सेटअप के लिए उपयुक्त हो जाते हैं, जैसे कि एआई सर्वर फार्म 100+ kW/रैक के साथ। BASF द्वारा विकसित किए गए ILs में नगण्य वाष्प दबाव होता है, वाष्पीकरण हानि को समाप्त करता है, और गैर - विषाक्त हैं। हालाँकि, उनकी उच्च चिपचिपाहट और लागत - 10x तक pfpe - तक वर्तमान में बड़े - स्केल अपनाने को सीमित करती है। कम - चिपचिपापन IL योगों में अनुसंधान जारी है, जिसमें प्रोटोटाइप 2026 तक व्यावसायिक उपयोग के लिए वादा दिखा रहे हैं।
आगे की सड़क: हाइब्रिड सिस्टम और कस्टम फॉर्मूलेशन
शीतलक प्रौद्योगिकी का भविष्य संकरण में निहित है। कई डेटा सेंटर प्रदर्शन और लागत को अनुकूलित करने के लिए विकल्प के साथ PFPE का संयोजन कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, एक सुविधा कम - GWP PFPE का उपयोग उच्च - घनत्व GPU रैक और सिंथेटिक हाइड्रोकार्बन में कम - बिजली भंडारण क्षेत्रों में कर सकती है। कस्टम मिश्रण, विशिष्ट हार्डवेयर (जैसे, इंटेल बनाम एएमडी चिप्स) के अनुरूप, भी उभर रहे हैं, निर्माताओं के साथ एक सर्वर के थर्मल पदचिह्न के लिए अनुकूलित तरल पदार्थ की पेशकश की जाती है।
नियामक दबाव नवाचार को चलाना जारी रखेगा। यूरोपीय संघ के आगामी f - गैस विनियमन संशोधन, उच्च - GWP फ्लोराइनेटेड तरल पदार्थों पर प्रतिबंधों को कसने के लिए सेट, डेवलपर्स को बायोडिग्रेडेबिलिटी और कम दृढ़ता को प्राथमिकता देने के लिए धक्का दे रहे हैं। इस बीच, परिपत्र अर्थव्यवस्थाओं पर बढ़ता ध्यान शीतलक रीसाइक्लिंग और रिक्लेमेशन प्रौद्योगिकियों में निवेश कर रहा है, जिससे पर्यावरणीय प्रभाव को कम किया जा रहा है।
निष्कर्ष
PFPE उच्च - प्रदर्शन शीतलन की एक आधारशिला बनी हुई है, लेकिन इसका विकास कम - GWP में है, पुनर्नवीनीकरण योगों में स्थिरता की ओर उद्योग की बदलाव को दर्शाता है। इस बीच, सिंथेटिक हाइड्रोकार्बन, पानी - आधारित नैनोफ्लुइड्स जैसे विकल्प, और एचएफई, विविध उपयोग के मामलों के लिए लचीलापन प्रदान करते हुए, निक्स को बाहर निकाल रहे हैं। जैसे -जैसे डेटा सेंटर की शीतलन की आवश्यकता होती है, और अधिक जटिल हो जाती है, कुंजी सही तरल पदार्थ - या तरल पदार्थों के संयोजन - को बिजली घनत्व, पर्यावरणीय लक्ष्यों और बजट के आधार पर चुना जाएगा। चल रहे नवाचारों के साथ, अगले दशक में अधिक कुशल, इको - के अनुकूल, और डिजिटल युग में थर्मल प्रबंधन के अनुरूप दृष्टिकोण का वादा किया गया है।
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