28 जून को, सैमसंग इलेक्ट्रॉनिक्स, जॉन्स हॉपकिंस यूनिवर्सिटी एप्लाइड फिजिक्स लेबोरेटरी (एपीएल) के साथ मिलकर, प्रतिष्ठित वैज्ञानिक जर्नल नेचर कम्युनिकेशंस में अगली पीढ़ी के पेल्टियर कूलिंग तकनीक पर एक पेपर प्रकाशित किया।
टीम ने नैनो-इंजीनियरिंग तकनीक का उपयोग करके एक उच्च दक्षता वाले पतले-फिल्म सेमीकंडक्टर पेल्टियर डिवाइस को सफलतापूर्वक विकसित किया और पारंपरिक रेफ्रिजरेंट के बिना उत्कृष्ट प्रदर्शन देने की क्षमता को उजागर करते हुए, रेफ्रिजरेंट-फ्री कूलिंग का प्रदर्शन किया।
इससे पहले 2024 में, सैमसंग इलेक्ट्रॉनिक्स ने बीस्पोक एआई हाइब्रिड रेफ्रिजरेटर के लॉन्च के माध्यम से प्रशीतन तकनीक में एक नया अध्याय खोला, जो उच्च दक्षता वाले कंप्रेशर्स के साथ पेल्टियर उपकरणों को जोड़ती है। एक हाइब्रिड वाहन की तरह, यह प्रणाली बुद्धिमानी से दो शीतलन विधियों के बीच स्विच करती है जो इस बात पर निर्भर करती है कि स्थिति क्या है।
जबकि Bespoke AI हाइब्रिड रेफ्रिजरेटर ने एक प्रमुख कदम आगे बढ़ाया, जॉन्स हॉपकिंस APL के साथ विकसित नई पतली-फिल्म पेल्टियर तकनीक भविष्य में एक छलांग का प्रतिनिधित्व करती है। इस नए अनावरण किए गए नवाचार को घरेलू उपकरणों पर कैसे लागू किया जाएगा, और यह कल की शीतलन तकनीक को कैसे आकार देगा? यह पता लगाने के लिए, सैमसंग न्यूज़ रूम ने सैमसंग रिसर्च से सुंगजिन जंग के साथ बात की, जिन्होंने सैमसंग इलेक्ट्रॉनिक्स में डीए (डिजिटल उपकरणों) के कारोबार से प्रौद्योगिकी के विकास का नेतृत्व किया है, जो सैमसंग के अगली पीढ़ी के रेफ्रिजरेटर में इसे एकीकृत करने के लिए काम कर रहे हैं।
▲ (बाएं से) सैमसंग रिसर्च के लाइफ सॉल्यूशंस टीम से सैमसंग इलेक्ट्रॉनिक्स के डीए व्यवसाय और सुंगजिन जंग के रेफ्रिजरेटर प्लेटफॉर्म लैब से हजिन जोंग
अर्धचालक उपकरणों के साथ सटीक तापमान नियंत्रण? पेल्टियर कूलिंग तकनीक के पीछे के सिद्धांतों को समझना
परंपरागत रेफ्रिजरेटर वाष्प संपीड़न प्रौद्योगिकी का उपयोग करके काम करते हैं। इस प्रणाली में, सर्द गैस को एक तरल में संकुचित किया जाता है और फिर बार -बार गर्मी को अवशोषित करने और छोड़ने के लिए वाष्पित किया जाता है, जिससे आंतरिक तापमान कम हो जाता है। हालांकि यह व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली शीतलन विधि प्रभावी साबित हुई है, रेफ्रिजरेंट्स का उपयोग पर्यावरणीय चिंताओं को बढ़ाता है, और बिजली की खपत को कम करने में सीमाएं हैं – यह भविष्य में इस दृष्टिकोण को ले जाने और इसे विकसित होने की जरूरतों के लिए अनुकूलित करने के लिए एक चुनौती है। इसके अतिरिक्त, इस प्रणाली में निहित भारी कंप्रेशर्स और जटिल यांत्रिक घटक रेफ्रिजरेटर डिजाइन पर बाधाएं डालते हैं।
इसके विपरीत, पेल्टियर कूलिंग तकनीक एक अलग दृष्टिकोण लेती है। एक अर्धचालक-आधारित विधि के रूप में जो गर्मी को स्थानांतरित करने के लिए बिजली का उपयोग करता है, पेल्टियर कूलिंग पेल्टियर प्रभाव का उपयोग करता है, जिसमें एक पेल्टियर डिवाइस के दोनों छोरों से गुजरने वाला एक विद्युत प्रवाह एक पक्ष को गर्मी को अवशोषित करने का कारण बनता है जबकि दूसरा पक्ष इसे जारी करता है।
▲ पेल्टियर प्रभाव
पेल्टियर प्रभाव का उपयोग करते हुए, गर्मी और ठंडों को अवशोषित करने वाली सतह को रेफ्रिजरेटर के अंदर रखा जा सकता है, जबकि अवशोषित गर्मी को जारी करने वाली सतह को बाहर तैनात किया जा सकता है – प्रभावी रूप से आंतरिक तापमान को कम करना। इस पद्धति का सबसे बड़ा लाभ केवल बिजली का उपयोग करके गर्मी प्रवाह का सटीक नियंत्रण है। इसके अलावा, सर्द-आधारित यांत्रिक प्रणालियों की तुलना में इसकी सरल संरचना रेफ्रिजरेटर डिजाइन में अधिक लचीलेपन की अनुमति देती है।
पेल्टियर टेक्नोलॉजी को आगे बढ़ाना और वैश्विक सहयोग के माध्यम से संभावनाओं का विस्तार करना
2023 की शुरुआत में, सैमसंग इलेक्ट्रॉनिक्स ने क्रॉस-संगठनात्मक सहयोग-डीए व्यवसाय, सैमसंग अनुसंधान और वैश्विक प्रौद्योगिकी अनुसंधान को एक साथ लाना-पेल्टियर कूलिंग प्रौद्योगिकी का व्यवसायीकरण करने और इसके प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए एक साथ लाना। डीए व्यवसाय मुख्य रूप से पेल्टियर-टेक्नोलॉजी-आधारित उत्पाद विकास पर केंद्रित था, जो 2024 की शुरुआत में बीस्पोक एआई हाइब्रिड रेफ्रिजरेटर के लॉन्च के लिए अग्रणी था। सैमसंग अनुसंधान और वैश्विक प्रौद्योगिकी अनुसंधान, इस बीच, बेहतर आउटपुट और स्थायित्व के साथ उच्च प्रदर्शन वाले पेल्टियर उपकरणों को विकसित करके तकनीकी प्रगति को चलाया।
लगभग उसी समय, सैमसंग रिसर्च ने भी मौलिक प्रौद्योगिकियों में सफलताओं को आगे बढ़ाने के लिए वैश्विक सहयोग प्रयासों की शुरुआत की। 2023 के अंत में, इसने संयुक्त राज्य अमेरिका में जॉन्स हॉपकिंस एपीएल के साथ भागीदारी की, अंततः अगले वर्ष अप्रैल में आठ महीने की लंबी-लंबी पूर्ण पैमाने पर संयुक्त अनुसंधान परियोजना शुरू की।
इस संयुक्त शोध का मुख्य उद्देश्य जॉन्स हॉपकिंस विश्वविद्यालय के नैनो-फिन-फ़िल्म पेल्टियर डिवाइस प्रौद्योगिकी का लाभ उठाना था, जो पारंपरिक मिलिवाट-क्लास पेल्टियर उपकरणों के आउटपुट को कई दसियों वॉट्स के आउटपुट को बढ़ावा देने के लिए था, जो एक उच्च दक्षता वाले पतले-फ़िल्म पेल्टियर सिस्टम के लिए घर के साथ एकीकरण के लिए उपयुक्त था।
▲ सैमसंग रिसर्च और जॉन्स हॉपकिंस एपीएल (बाएं) के शोधकर्ता; उच्च दक्षता पतली-फिल्म पेल्टियर डिवाइस वे सह-विकसित (दाएं)
परियोजना के दौरान, सैमसंग इलेक्ट्रॉनिक्स ने विशेष रूप से सिस्टम डिजाइन और पैकेजिंग प्रौद्योगिकी में ताकत का प्रदर्शन किया। चूंकि पेल्टियर कूलिंग में एक साथ गर्मी का अवशोषण शामिल होता है और डिवाइस के विपरीत किनारों पर एक साथ गर्मी उत्पादन होता है, तो प्रदर्शन में तेजी से गिर सकता है यदि दोनों पक्षों के बीच तापमान का अंतर कम से कम नहीं होता है। नैनो-पतली-फिल्म पिल्टियर उपकरणों को लागू करने की प्रक्रिया के दौरान-पारंपरिक लोगों की तुलना में अलग-अलग संरचित-सीधे रेफ्रिजरेटरों के लिए, संपर्क थर्मल प्रतिरोध में वृद्धि जैसी चुनौतियां, जो गर्मी हस्तांतरण में बाधा डालती हैं, या अस्थिर प्रदर्शन उत्पन्न हुए। नतीजतन, पैकेजिंग समाधान जो पेल्टियर डिवाइस के दोनों किनारों पर कुशल गर्मी हस्तांतरण को सक्षम करते हैं, एक उच्च दक्षता वाले पेल्टियर कूलिंग सिस्टम को विकसित करने में मुख्य घटकों में से एक बन गया।
“हमने रेफ्रिजरेटर में नैनो-फिन-फिल्म पेल्टियर डिवाइस को लागू करने के लिए दुनिया की पहली पहली बनने के लिए एक नई पैकेजिंग विधि तैयार की।”
– सुंगजिन जंग, सैमसंग रिसर्च, सैमसंग इलेक्ट्रॉनिक्स
Samsung अनुसंधान से Sungjin जंग
“सिमुलेशन और पुनरावृत्ति परीक्षण के माध्यम से, हमने मुद्दों के मूल कारणों की पहचान की और कुशल गर्मी हस्तांतरण को सक्षम करने के लिए नए थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री (टीआईएम) और विधानसभा तकनीकों को डिज़ाइन किया,” जंग ने समझाया।
यह नई विकसित अगली पीढ़ी की पतली-फिल्म पेल्टियर डिवाइस पारंपरिक उपकरणों की तुलना में लगभग 75% अधिक शीतलन दक्षता का दावा करती है। पेल्टियर डिवाइस के प्रत्येक पक्ष पर गर्मी के नुकसान को कम करके, संयुक्त अनुसंधान ने नई तकनीक का उपयोग करके उच्च दक्षता वाले शीतलन उपकरणों को विकसित करने की क्षमता का प्रदर्शन किया।
पेल्टियर कूलिंग तकनीक को रोजमर्रा की जिंदगी में लाना
सैमसंग रिसर्च और जॉन्स हॉपकिंस एपीएल ने अगली पीढ़ी के पेल्टियर कूलिंग तकनीक को विकसित करने के साथ, इस तकनीक को उपभोक्ता उत्पादों में अनुवाद करने के लिए डीए व्यवसाय की बारी थी।
“इस अगली पीढ़ी के पेल्टियर कूलिंग तकनीक के साथ, हम एक और भी अधिक उन्नत हाइब्रिड रेफ्रिजरेटर पेश करने की योजना बनाते हैं।”
– हजिन जियोंग, डीए बिजनेस, सैमसंग इलेक्ट्रॉनिक्स
Da डीए व्यवसाय से हजिन जियॉन्ग
2024 में लॉन्च किए गए बेस्पोक एआई हाइब्रिड रेफ्रिजरेटर सैमसंग में, कंप्रेसर नियमित भंडारण और पुनर्प्राप्ति जैसी सामान्य परिस्थितियों में संचालित होता है, जबकि पेल्टियर डिवाइस उच्च-लोड स्थितियों के दौरान कंप्रेसर के साथ सक्रिय होता है-जैसे कि बड़ी मात्रा में किराने का भंडारण करते हैं या गर्म भोजन को अंदर करते हैं-दोनों ठंडा प्रदर्शन और ऊर्जा दक्षता को बढ़ाते हैं। इसके अतिरिक्त, जब शीतलन इकाई के अंदर ठंढ को डीफ्रॉस्टिंग करते हैं, तो पेल्टियर डिवाइस सक्रिय रहता है, प्रक्रिया के दौरान आंतरिक तापमान में उतार -चढ़ाव को कम करता है।
▲ सैमसंग बीस्पोक एआई हाइब्रिड रेफ्रिजरेटर में, एक पेल्टियर डिवाइस इंटीरियर के शीर्ष पर लगाया जाता है, जबकि एक एआई इन्वर्टर कंप्रेसर सबसे नीचे स्थापित होता है।
उन वर्गों में जहां दोनों शीतलन तंत्र एक साथ काम करते हैं, इष्टतम दक्षता लेआउट डिजाइन पर टिका है। “चूंकि कंप्रेसर निचले रियर में स्थित है, इसलिए हमने पेल्टियर डिवाइस को शीर्ष पर स्थित करने के लिए आंतरिक संरचना को फिर से डिज़ाइन किया, जहां यह गर्मी के हस्तक्षेप से प्रभावित नहीं होगा,” जोंग ने समझाया।
नतीजतन, रेफ्रिजरेटर ने कोरिया की ऊर्जा दक्षता रेटिंग लेबलिंग प्रणाली के शीर्ष ग्रेड की तुलना में बिजली की खपत को 30% तक कम कर दिया,1 जबकि एक स्थिर आंतरिक तापमान बनाए रखने की अपनी क्षमता में काफी सुधार हुआ है।
हाइब्रिड प्रशीतन के लिए डीए व्यवसाय की दृष्टि विकसित होती है। वर्तमान में केवल कोरिया, अमेरिका और यूरोप जैसे चुनिंदा बाजारों में उपलब्ध है, कंपनी सैमसंग अनुसंधान के साथ संयुक्त विकास में तेजी ला रही है ताकि भारत जैसे गर्म और आर्द्र उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में भी मज़बूती से काम कर सकें।
सैमसंग की अगली पीढ़ी के पेल्टियर कूलिंग तकनीक के आवेदन के साथ, कल के हाइब्रिड रेफ्रिजरेटर से और भी अधिक शीतलन प्रदर्शन और ऊर्जा दक्षता प्रदान करने की उम्मीद है। “इस अगली पीढ़ी के पेल्टियर कूलिंग तकनीक को हमारे मौजूदा हाइब्रिड रेफ्रिजरेटर में एकीकृत करना अधिक सटीक तापमान नियंत्रण और बिजली की खपत को कम करने में सक्षम होगा,” जोंग ने कहा।
पूरी तरह से सर्द-मुक्त भविष्य की ओर
पेल्टियर कूलिंग भी एक बेहतर ग्रह के लिए एक तकनीक है। आमतौर पर रेफ्रिजरेटर में उपयोग किए जाने वाले रेफ्रिजरेंट ओजोन परत को नुकसान पहुंचा सकते हैं और जारी किए जाने पर ग्लोबल वार्मिंग में योगदान कर सकते हैं, जिससे अमेरिका और यूरोप में तेजी से सख्त नियमों का संकेत मिलता है। इस पृष्ठभूमि के खिलाफ, पेल्टियर कूलिंग तकनीक एक बहुमुखी, ऊर्जा-कुशल समाधान के रूप में मान्यता प्राप्त कर रही है।
सैमसंग इलेक्ट्रॉनिक्स ने पूरी तरह से पेल्टियर कूलिंग तकनीक द्वारा संचालित एक पूरी तरह से सर्द-मुक्त रेफ्रिजरेटर विकसित करने के लिए हाइब्रिड संरचनाओं से परे जाने का एक मध्यम-लंबे समय तक लक्ष्य निर्धारित किया है।
सुंगजिन जंग ने कहा, “इससे पहले कि हम पूरी तरह से रेफ्रिजरेंट-फ्री रेफ्रिजरेटर बना सकें, आगे भी काफी शोध है।” “आगे बढ़ते हुए, हम एआई, सेमीकंडक्टर प्रोसेसिंग और 3 डी प्रिंटिंग जैसी अन्य अत्याधुनिक तकनीकों को एकीकृत करके पेल्टियर कूलिंग में नई संभावनाओं को अनलॉक करने की योजना बनाते हैं।”
हजिन जोंग ने कहा, “डीए बिजनेस और सैमसंग रिसर्च इस अगली पीढ़ी की तकनीक को पूरा करने और इसके व्यावसायीकरण को फास्ट-ट्रैक करने के लिए एक उत्पाद विकास के दृष्टिकोण से लॉकस्टेप में काम कर रहे हैं।”
▲ (बाएं से) सुंगजिन जंग और हजिन जोंग
सैमसंग इलेक्ट्रॉनिक्स न केवल घरेलू उपकरणों को नवाचार करने के लिए प्रतिबद्ध है, बल्कि शीतलन प्रौद्योगिकी के बहुत ही प्रतिमान को भी बदल देता है। प्रशीतन के भविष्य को अगली पीढ़ी के पेल्टियर कूलिंग द्वारा आकार दिया जा रहा है-और विकास केवल शुरुआत है।
1 कोरिया एनर्जी एजेंसी के साथ पंजीकृत के रूप में 2024 Bespoke AI हाइब्रिड रेफ्रिजरेटर मॉडल RF91DB90LE ** की ऊर्जा दक्षता रेटिंग के आधार पर। KEA की ऊर्जा दक्षता रेटिंग लेबलिंग प्रणाली के तहत ग्रेड 1 के लिए न्यूनतम सीमा के खिलाफ तुलना में।
