Forskere spår comeback til supereffektive glødelamper

Forskere spår comeback til supereffektive glødelamper

Med brug af fotoniske krystaller kan varmetabet i glødetråde omsættes til synligt lys. Derved kan glødelamper blive mindst lige så energieffektive som LED-lamper.

Forskere fra Massacusetts Institute of Technology har udviklet en metode, der kan omsætte varmespildet i en glødelampe til synligt lys. Et laboratorieeksperiment viser, at princippet fungerer i praksis, og at det er muligt at opnå samme effektivt som i en LED. (Foto: MIT)

Glødelamper giver et behageligt naturligt lys, men da mere end 95 pct. af deres energi omsættes til varme, er de lidet energieffektive. Derfor er LED’er på fremmarch.

Men alt håb for glødelamper er ikke slukket. En forskergruppe ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) i USA har demonstreret, at det er muligt at lave en særlig udgave af glødelampen, der har samme eller bedre lysudbytte end LED’er.

I en artikel i Nature Nanotechnology viser Ognjen Ilic sammen med fem kolleger, hvordan dette er muligt. I en pressemeddelelse fra MIT gør de dog opmærksom på, at der en lang række praktiske problemer med stabilitet og levetid, der skal løses, før man forestille sig kommercielle produkter.

Til gengæld er de benyttede materialer billige, findes i store mængder og er velegnede til storskalaproduktion.

Alejandro Rodriguez, adjunkt i elektroteknologi ved Princeton University, der ikke har været involveret i forskningen, siger til MIT News, han er imponeret.

»Jeg tror, denne forskning vil puste nyt liv i udviklingen af glødelamper, hvilket kan bane vejen for kommercielle produkter.«

Genbrug af lys

Metoden til at øge lysudbyttet kalder forskerne for lys-genbrug.

Lys og stråling fra glødetråden skal passere en fotonisk krystal, inden det slipper ud af lampen. Denne krystal er designet, så den kun lader synligt lys passere igennem, men reflekterer varmen i form af infrarød stråling.

Den infrarøde stråling reflekteres tilbage til glødetråden, som den dermed er med til at opvarme, så der udsendes mere stråling i form af både synligt lys og infrarød stråling.

Fidusen er, at den infrarøde stråling aldrig slipper ud, det gør kun det synlige lys. Det infrarøde lys reflekteres frem og tilbage fra de to fotoniske krystaller, der er på hver side af glødetrådselementet.

Den fotoniske krystal i demonstrationseksperimentet er opbygget af 90 lag af to materialer med forskelligt brydningsindeks, SiO2 og Ta2O5.

Men denne krystal og det særlige design af glødetråden, som ses på billedet, opnåede forskere et relativt lysudbytte på 6,6 pct. Det er sammenligneligt med det, som kan opnås med LED i dag.

Det er principielt intet, der forhindrer, at dette kan øges til 40 pct., som er tæt på det teoretisk maksimale for en glødetråd. Beregninger viser, at dette kan opnås, hvis man bruger en fotonisk krystal med 300 lag med fire forskellige materialer, SiO2, Al2O3, Ta2O5 og TiO2.

Flere anvendelser

Marin Soljacic, der har ledet forskningsgruppen, peger på, teknikken også kan finde anvende anvendelse inden for termo-fotovoltaik.

Her får man et materiale til at gløde med varme fra en ekstern kilde for dernæst at opsamle det udsendte lys og konvertere det til elektrisk lys med fotodioder.

Soljacic forklarer, at viden om, hvordan lys, varme og stof vekselvirker, kan udnyttes inden for mange områder, men benytter også lejligheden til at komme med dette budskab:

»LED’er er fantastiske, og folk skal fortsætte med at købe dem.«

Kommentarer (27)

Uha, det ville være dejligt at få lys af en ordentlig kvalitet igen, uden at elmåleren lyser kontinuerligt (blinker så ofte, at man ikke kan se pauserne imellem blinkene - det har jeg set på et vaskeri med 2 industritørretumblere i gang).

Man er jo svært forfaldelig til at købe de gode tilbud i IKEA, med en farvegengivelse på 87%.

  • 9
  • 2

Jeg tager hatten af den dag de opfinder en varmekilde i stil med LED - altså noget der afgiver meget varme og bruger lidt strøm, og ikke er en støjende varmepumpe.

  • 4
  • 17

Bagsiden af LED og fluorescens lyskilder er at lyset ikke er jævnt fordelt på alle frekvenser i det synlige lys, på samme måde som en glødepære.

Det de gør her, er at sætte et filter ind som returnerer nogle af frekvenserne, hvilket så gør at vi ikke længere har den jævne fordeling. Jo flere frekvenser man fjerner jo større effektivitet.

Hvis de skal være supereffektive skal de nok også ind og fjerne frekvenser fra det synlige lys. Worst case bliver at de fjerner så mange frekvenser at man lige så godt kunne bruge en "gammeldags" LED pære.

Hvis de kan lave en lyskilde som er mere effektiv, billigere og med samme lyskvalitet er det selvfølgeligt fint :-)

  • 2
  • 17