Možný návrat klasických žiaroviek, v účinnosti dobehnú LED

Účinnosť technológie klasických žiaroviek je možné zlepšiť na úroveň alebo dokonca za úroveň dnešných LED zdrojov svetla.

S takýmto pomerne prekvapivým výsledkom prišli vedci z Massachusettského Inštitútu Technológií, MIT, a Purdue University, informuje Science.

Princípom klasických žiaroviek je prechod elektrického prúdu tenkým volfrámovým vláknom s veľkým povrchom a odporom, ktorý vlákno rozžhavuje na teplotu 3000 K a to emituje následne fotóny. Len 2% elektrickej energie sa ale premieňa na viditeľné svetlo, ostatná časť sa vyžaruje v podobe najmä dlhých infračervených vĺn.

Moderné LED produkujú svetlo emitovaním fotónov z polovodičového materiálu diódy a na viditeľné svetlo podľa Science premieňajú 5% až 15% elektrickej energie.

Vedcom z MIT a Purdue University sa ale podarilo účinnosť klasických žiaroviek výrazne zvýšiť. Dosiahli to recykláciou vyžiareného infračerveného žiarenia pomocou polopriepustných zrkadiel.

Volfrám uzatvorili medzi materiál, ktorý je pre viditeľné svetlo plne priehľadný, pre infračervené ale funguje ako zrkadlo a odráža ho naspäť na volfrámové vlákno. Žiarenie spätne zvýši teplotu vlákna a to opätovne vyžiari časť tejto energie aj ako viditeľné svetlo.

Zrkadlo bolo konkrétne skonštruované z 90 ultratenkých vrstiev oxidu tantalu a kremíka nanesených na sklo. Pre dosiahnutie dostatočnej efektívnosti vedci výrazne zväčšili plochu volfrámu a namiesto tenkého vlákna použili tenkú naskladanú volfrámovú stužku.

Vo výsledku dosiahli v experimente účinnosť svojho svetelného zdroja 6.6%, teda už nad spodnou hranicou LED. Podľa vedcov má technológia potenciál dosiahnuť aj výrazne vyššiu účinnosť ako súčasné LED a to až 40%.

Či technológia ale nájde uplatnenie v oblasti svetelných zdrojov je otázne, keď je v porovnaní s LED pomerne komplikovaná a na rozdiel od LED ešte len v štádiu výskumu. Dôležité uplatnenie ale môže potenciálne nájsť pri technológii efektívnejšej konverzie slnečného žiarenia na elektrickú energiu.

Nezanedbateľná časť dopadajúceho slnečného žiarenia je totiž tvorená veľkými vlnovými dĺžkami, ktoré fotovoltaické články nevedia efektívne premeniť na elektrickú energiu. Infračervená zložka slnečného žiarenia sa dá ale využiť na zohriatie volfrámu, ktorý bude následne vyžarovať vlnové dĺžky efektívne premeniteľné na elektrickú energiu solárnymi článkami.

Zdroj: Dsl, Science