A szaúd-arábiai King Abdullah Tudományos és Technológiai Egyetem (KAUST) és a King Abdulaziz Tudományos és Technológiai Város (KACST) tudósai egy innovatív nanobevonat-technológiát fejlesztettek ki, amely jelentősen javíthatja a LED-es utcai lámpák energiahatékonyságát és csökkentheti a szén-dioxid-kibocsátást, ami nagy jelentőséggel bír a világítástechnikai ipar számára.
A Light: Science & Applications című folyóiratban megjelent tanulmány szerint, ha csak az Egyesült Államokban alkalmazzák, évente több mint 1,3 millió tonna szén-dioxid-kibocsátást csökkenthet, ami pozitív hatással van a globális világítási energiafogyasztás javulására.
A (világítás) hatalmas energiaforrás, a világ teljes villamosenergia-fogyasztásának körülbelül 20%-át és az üvegházhatású gázok kibocsátásának közel 6%-át teszi ki. Az utcai (világítás) a globális villamosenergia-igény 1-3%-át is teszi ki, ami terhet ró az önkormányzatokra. Bár a LED-ek hatékony fényforrások, működés közben az energia mintegy 75%-a hőenergiává alakul, ami negatív hatással van a (világítási) hatásra és a lámpa élettartamára. A magas hőmérséklet nemcsak a (világítási) fényhasznosítást csökkenti, hanem a lámpa élettartamát is lerövidíti. Ezért a hatékony hőszabályozás kulcsfontosságú a LED (világítási) teljesítményének javításához.
A kutatócsoport fejlesztésének kulcsa egy nanoPE (nanopórusos polietilén) nevű nanoanyag. Ez az anyag közönséges polietilénből készül, és egy speciális eljárással mindössze 30 nanométeres (körülbelül a hajszál ezredrésze) lyukakat készítenek benne. Egyedülállósága abban rejlik, hogy lehetővé teszi az infravörös fény (a hősugárzás fő forrása) hatékony behatolását (több mint 80%), miközben hatékonyan visszaveri a látható fényt (több mint 95%), lehetővé téve a (világítási) hatás optimalizálását.
A nanoPE hatékonyságának maximalizálása érdekében a kutatók azt javasolták, hogy ezzel az anyaggal bevont LED-es utcai lámpákat szereljenek fel, fordított irányban. Ily módon a lámpa által termelt hőenergia (infravörös fény) simán behatol a nanoPE-be, és felfelé sugározva eloszlik, míg a lefelé irányuló (világításhoz) szükséges látható fény hatékonyan visszaverődik a talajra. Ez teljesen eltér a hagyományos LED-ek kialakításától, amelyek a hőenergiát magukban tartják, és a lámpafej lefelé néz, és ez egy innovatív áttörés a (világítási) technológiában.
A kísérleti eredmények megerősítették, hogy a nano-polietilén bevonat felvitele után a LED hőmérséklete laboratóriumi körülmények között 7,8°C-kal, kültéri mérések során pedig 4,4°C-kal csökkent, a (világítási) hatásfok pedig körülbelül 5%, illetve 4%-kal nőtt. A tanulmány vezetője, Qiao Qiang professzor hangsúlyozta, hogy a (világítási) hatásfok akár kismértékű javulása is óriási hatással lehet a fenntartható fejlődésre, ha nagymértékben alkalmazzák. A társszerző, Dr. Hussam Qasem is úgy véli, hogy ez a kialakítás jelentősen javítja a hőelvezetést, miközben magas (világítási) hatásfokot tart fenn, és potenciális megoldást jelent a fenntartható (világítás) számára, amelyet várhatóan a jövőben széles körben fognak alkalmazni a (világítási) területen.
