Die PFAS-Vorschriften der EPA werden erhebliche Auswirkungen auf die Flüssigkeitskühlung haben
Derzeit geht die Branche allgemein davon aus, dass zweiphasige Immersions- und zweiphasige Kühlplatten-Flüssigkeitskühlungslösungen die Herausforderungen des Wärmemanagements von CPUs und GPUs mit höherer Leistung bewältigen können. Im August 2022 hat die EPA PFAS jedoch als sogenannte „Forever Chemicals“-Gefährdungssubstanz eingestuft, was erhebliche Auswirkungen auf die Nutzung dieser beiden Kühltechnologien in der IT-Branche haben könnte.
Perfluorierte und perfluorierte Alkylsubstanzen (allgemein als PFAS bezeichnet) sind eine Art synthetischer Chemikalien, die typischerweise aus einem Kohlenstoffgerüst und Fluor bestehen, das mit dem größten Teil des Kohlenstoffs gesättigt ist, sowie mindestens einer funktionellen Gruppe (z. B. Carbonsäure, Sulfonsäure, Amin oder andere) mit einzigartigen und nützlichen chemischen und physikalischen Eigenschaften. Diese Verbindungen werden seit den 1950er Jahren in großem Umfang in Verbraucher- und Industrieprodukten eingesetzt, beispielsweise in antihaftbeschichteten Pfannen, wasserdichten Sportgeräten, Antifouling-Teppichen, Kosmetika und unzähligen anderen Gebrauchsgütern sowie in der Zweiphasenkühlung in der Halbleiterfertigung und der IT-Industrie.
Bisher werden für die Zweiphasen-Tauchkühlung in Rechenzentren größtenteils die dielektrischen PFAS-Flüssigkeiten Novec und Fluorinert von 3M verwendet. Zunächst versuchte 3M, eine Lösung zu finden, um den Einsatz von PFAS zu reduzieren, kündigte jedoch Ende letzten Jahres an, die Produktion von PFAS bis Ende 2025 vollständig einzustellen. Dies birgt ein direktes Risiko der Eliminierung für Technologien, die diese oder verwenden ähnliche PFAS-Flüssigkeiten.
Einphasige Tauchkühlung und einphasige Kühlplattenkühlung sind wettbewerbsfähige und alternative Lösungen für die zweiphasige Tauchkühlung, die für Rechenzentren geeignet sind. Bei der einphasigen Tauchkühlung werden dielektrische Flüssigkeiten auf Kohlenwasserstoffbasis wie Mineralöl und synthetisches Öl verwendet. Im Gegensatz zur zweiphasigen Kühlung auf Basis von Fluorkohlenstoffverbindungen siedet das einphasige Kühlmittel nicht und erfährt daher während des Abkühlvorgangs keinen Phasenübergang. Aufgrund der Tatsache, dass dielektrische Kühlmittel bessere Wärmeleiter als Luft sind, eignet sich diese einphasige Flüssigkeitskühlung sehr gut für Racks mit hoher Dichte und bietet einen Kostenvorteil gegenüber der zweiphasigen Tauchkühlung.
Darüber hinaus ist die einphasige Kühlplatte im Rechenzentrum eine Komponente, die Wärme von Computergeräten überträgt. Es besteht aus einer Metallplatte mit eingebauten Rohren, die an der Oberseite der CPU, GPU oder anderen Komponenten des Servers angeschlossen und über Rohre mit dem Flüssigkeitszirkulationskühlsystem verbunden sind. Die Kühlplatte absorbiert die von elektronischen Geräten erzeugte Wärme und überträgt sie auf das flüssige Kühlmittel, das dann zur Wärmeableitung vom Gerät zur Kühleinheit zirkuliert. Die Kaltplatten-Flüssigkeitskühlung basiert auf einem Kühlmittel auf Wasserbasis, wodurch die Anwendungsprobleme dielektrischer Flüssigkeiten vom Typ PFAS vollständig beseitigt werden.
Angesichts der begrenzten Anwendung und des schrittweisen Ausstiegs aus PFAS-Chemikalien ist es dringend und wichtig, die nächste Generation von Tauchkühlmitteln für Rechenzentren zu entwickeln und zu validieren.
