Julia Carpenter, CEO Apheros AG

High Surface Area Metal Foams

Short Business Description:

Current designs for liquid cooling systems are bulky and energy consuming. Apheros’ metal foams offer an extremely high surface area with exceptional wetting properties and enhanced thermal exchange. These unique properties result in excellent cooling efficiency and liquid transport, which is key to improving the efficiency of climate relevant technologies such as electrification of transport and development of green hydrogen. The ETH-spinoff’s foams are customizable in shape and can be scaled to fully automated production.

By 2030, up to an estimated six percent of global energy consumption will be used for cooling electronic devices. To cope with energy shortages and reach climate goals, our society needs more efficient cooling systems. Increase in cooling efficiency can not only be used to save energy, but also to reduce transport and warehousing costs and to increase the performance of critical devices.

Apheros developed a patented production process for metal foams with an extremely high surface area and low density. These foams increase the efficiency of two key technologies in Cleantech: electronics cooling and hydrogen production. Since heat exchange occurs on the surface, this results in very effective cooling. Additionally, the microstructure of the foams provides excellent wetting (think sponge-like liquid absorption) which is crucial for liquid coolants being able to pass through. Combined, these properties create significantly enhanced liquid cooling systems compared to current designs. Applications in green hydrogen benefit from an increase in reactive sites through improved surface area, bubble transport, and high chemical purity.

Further impact is gained from reducing the weight and size of components. The ETH-spinoff’s innovative processes are highly adaptable, easily scaled, and offer customizable porosity, pore sizes, shapes and mechanical properties. Apheros is able to produce a wide range of metals and alloys, including iron, stainless steel, copper, and nickel. The basic chemical, thermal, and electrical properties of the metals are retained. Applications range from cooling to lubrication, catalysis, and energy storage, and many more to come.

Apheros is led by Dr. Julia Carpenter, co-inventor of the technology and CEO. She spearheads the startup with cofounder and CTO Dr. Gaëlle Andreatta.

Kurzbeschrieb:

Die Metallschäume von Apheros bieten eine extrem grosse Oberfläche mit aussergewöhnlichen Benetzungseigenschaften und verbessertem Wärmeaustausch. Diese einzigartigen Merkmale führen zu einer hohen Kühleffizienz und einem hervorragenden Flüssigkeitstransport, was einen Durchbruch bei der Effizienzsteigerung klimarelevanter Technologien wie der Elektrifizierung des Verkehrs und der Entwicklung von grünem Wasserstoff ermöglicht. Die Schäume des ETH-Spinoffs sind formbar und können vollautomatisch produziert werden.

Bis 2030 werden voraussichtlich bis zu sechs Prozent des weltweiten Energieverbrauchs für die Kühlung elektronischer Geräte verwendet werden. Um der Energieknappheit zu begegnen und Klimaziele zu erreichen, braucht unsere Gesellschaft effizientere Kühlsysteme. Die Steigerung der Kühleffizienz kann nicht nur zur Energieeinsparung genutzt werden, sondern auch zur Senkung von Transport- und Lagerkosten und zur Leistungssteigerung kritischer Geräte.

Apheros hat ein patentiertes Herstellungsverfahren für Metallschäume mit extrem hoher Oberfläche und geringer Dichte entwickelt. Diese Schäume erhöhen die Effizienz von zwei Schlüsseltechnologien im Bereich Cleantech: Elektronikkühlung und Wasserstoffproduktion. Da der Wärmeaustausch an der Oberfläche erfolgt, führt dies zu einer sehr effektiven Kühlung.

Darüber hinaus sorgt die Mikrostruktur der Schäume für eine hervorragende Benetzung (man denke an die schwammartige Flüssigkeitsaufnahme), die für die Durchlässigkeit von flüssigen Kühlmitteln entscheidend ist. In Kombination führen diese Eigenschaften zu deutlich verbesserten Flüssigkeitskühlsystemen im Vergleich zu aktuellen Designs. Anwendungen im Bereich des grünen Wasserstoffs profitieren von einer Vergrößerung der reaktiven Stellen durch eine verbesserte Oberfläche, Blasentransport und hohe chemische Reinheit.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Verringerung des Gewichts sowie der Grösse der Komponenten. Die innovativen Prozesse des ETH-Spinoffs sind hoch anpassungsfähig, leicht skalierbar und bieten modulierbare Porosität, Porengrössen, Formen und mechanische Eigenschaften. Apheros ist in der Lage, eine breite Palette von Metallen und Legierungen herzustellen, darunter Eisen, Edelstahl, Kupfer und Nickel. Die grundlegenden chemischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften der Metalle bleiben dabei erhalten. Die Anwendungen reichen von der Kühlung über die Schmierung bis hin zur Katalyse und Energiespeicherung – viele weitere werden folgen.

An der Spitze von Apheros steht Dr. Julia Carpenter, Miterfinderin der Technologie und CEO. Sie leitet das Startup zusammen mit der Mitgründerin und CTO, Dr. Gaëlle Andreatta.

Brève description de l’activité:

Les systèmes actuels de refroidissement par liquide sont volumineux et consomment beaucoup d’énergie. Les mousses métalliques d’apheros bénéficient d’une surface très élevée avec des propriétés de mouillage exceptionnelles et un échange thermique renforcé. Ces propriétés uniques garantissent une excellente efficacité de refroidissement et de transport des liquides, ce qui est essentiel pour améliorer l’efficience des technologies liées au climat, telles que l’électrification des transports et le développement de l’hydrogène vert. La forme des mousses de la spin-off de l’EPF est personnalisable et elles peuvent être mises à l’échelle pour une production entièrement automatisée.

On estime que d’ici 2030, jusqu’à 6 % de la consommation mondiale d’énergie sera utilisée pour refroidir les appareils électroniques. Pour faire face aux pénuries d’énergie et atteindre les objectifs climatiques, notre société a besoin de systèmes de refroidissement plus efficaces. L’amélioration de l’efficacité du refroidissement peut non seulement servir à économiser de l’énergie, mais aussi à réduire les coûts de transport et d’entreposage et à augmenter les performances des appareils essentiels.

Apheros a mis au point un processus de production breveté de mousses métalliques de faible densité bénéficiant d’une surface très étendue. Ces mousses augmentent l’efficacité de deux technologies clés du domaine des technologies propres: le refroidissement des dispositifs électroniques et la production d’hydrogène. Dans la mesure où l’échange thermique se produit en surface, le refroidissement est très efficace. De plus, la microstructure des mousses leur confère d’excellentes propriétés de mouillage (capacité d’absorption des liquides semblable à celle d’une éponge), ce qui est essentiel pour que les liquides de refroidissement puissent les traverser. La combinaison de ces propriétés permet d’améliorer considérablement les systèmes de refroidissement des liquides par comparaison avec les systèmes existants. Les applications dans le domaine de l’hydrogène vert bénéficient d’une augmentation des sites réactifs grâce à l’amélioration de la zone de surface, du transport des bulles et d’une grande pureté chimique.

En outre, la réduction du poids et de la taille des composants augmente encore l’impact de ces procédés innovants de la spin-off de l’EPF. Ces mousses métalliques sont très flexibles et s’adaptent facilement à toutes les tailles. Leur porosité, la taille et la forme des pores ainsi que leurs propriétés mécaniques sont personnalisables. Apheros est capable de produire une large gamme de métaux et d’alliages, y compris le fer, l’acier inoxydable, le cuivre et le nickel. Les propriétés chimiques, thermiques et électriques de base des métaux sont conservées. Les applications vont du refroidissement à la lubrification, en passant par la catalyse et le stockage de l’énergie. Et bien d’autres viendront encore à l’avenir.

Apheros est dirigée par Julia Carpenter, co-inventeuse de cette technologie et PDG de la start-up qu’elle dirige avec sa co-fondatrice et directrice technique Gaëlle Andreatta.

Back To Overview