Gallium possesses high thermal conductivity and a rapid heat response rate, making it a promising material for thermal storage in electronic devices. It absorbs a significant amount of heat in the form of latent heat during the melting process, enabling the storage of large amounts of heat in a small volume. However, there is a need to address the challenge of supercooling, particularly at lower temperatures, where the liquid-to-solid phase transition does not occur. In this study, we charged liquid gallium into a porous copper foam with the surface oxide removed, creating a porous Ga/Cu sample. By increasing the heterogeneous surface area of gallium and forming CuGa2 at the gallium-copper interface, we reduced the activation energy required for the liquid-to-solid phase transition. Through repeated heating and cooling cycles, the porous Ga/Cu sample consistently alleviated supercooling, recovering to a solid state and undergoing phase transition from solid to liquid in all heating phases, absorbing heat in the form of latent heat. These findings suggest the potential of utilizing gallium as an excellent heat storage element for downsizing thermal management and cooling systems in electronic devices.
갈륨은 높은 열전도도를 가져 빠른 열 반응 속도를 가지고 있고 융해 과정에서 잠열의 형태로 열을 흡수하여 많은 열을 작은 부피에서 저장할 수 있어 전자장치에 적용할 수 있는 열 저장 요소로 유망한 소재이다. 그러나 어는점보다 낮은 온도에서 액체-고체 상변화가 발생하지 못하는 과냉각 현상을 해결할 필요가 있다. 본 연구에서는 표면 산화막이 제거된 다공성 구리폼에 액체 갈륨을 충전하여 다공성 갈륨/구리 샘플을 제작하여 갈륨의 이종계면 표면적을 증가시키고 갈륨과 구리 계면에 CuGa2를 형성하여 액체-고체 상변화에 필요한 활성 에너지를 감소시켰다. 반복되는 가열/냉각 주기 실험에서 지속적으로 다공성 갈륨/구리 샘플은 과냉각을 해소하고 고체 상태로 회복되어 모든 가열 구간에서 고체에서 액체로 상변화 하며 잠열의 형태로 열을 흡수했다. 이러한 발견은 갈륨을 우수한 열 저장 요소로 활용하여 전자기기의 열관리 및 냉각 장치 소형화에 잠재력을 가질 수 있다.
