galéria megtekintése

Izzó kérdés Edison nyomában

2 komment


Palugyai István

Amerikai kutatók olyan módszert fejlesztettek ki, amelynek segítségével jelentősen növelhető a hagyományos izzók hatékonysága. Az energetikai kutatásokban idén jelentős előrelépés várható – nem függetlenül a globális felmelegedés elleni harctól.

A volfrámszálas izzólámpákat az utóbbi években azért váltották fel gyors egymásutánban az energiatakarékos kompakt fénycsövek, a halogénlámpák, majd a LED-es izzók, mert a régi villanykörték energiájának zöme hővé alakult, amit nem lehetett hasznosítani. A híres bostoni műszaki egyetem, a Massachusetts Institute of Technology (MIT) kutatói ötletükkel azonban a pocsékba menő energiát visszanyerik az izzószálra, ahol az ismét fénnyé alakul.

Az Edison által 1880-ban feltalált izzólámpa technológiája megjelenése óta alig változott: az áram által 2700 fokra felhevített vékony volfrámszál által kisugárzott széles spektrumú meleg fény azonban az energia mind­össze 2-3 százalékát használja fel, a többi hő formájában pocsékba megy, ami globális méretekben a klímaváltozás szempontjából sem mellékes.

 

Nem véletlen, hogy sok országban, így az Európai Unióban, Kanadában és az Egyesült Államokban az elmúlt időkben kivezették az izzólámpákat – különösen a nagyobb wattszámúakat – a piacról, és helyükbe újabb technológiával készült fényforrások léptek. Ezek azonban – mint az energiatakarékos kompakt fénycső vagy a LED – jóval drágábbak, igaz, hatékonyságuk is magasabb, mintegy 13 százalékos.

A 6,6 százalék hatásfokú prototípus
A 6,6 százalék hatásfokú prototípus
Michael Khoury

A Nature Nanotechnology nevű folyóiratban ismertetett új módszerrel a MIT kutatói a hagyományos izzók gyengeségét előnnyé változtatták. Nanotechnológiával egy olyan szerkezetet hoztak létre az izzószál körül, mely befogja a kisugárzó hőt és visszafordítja a sugarakat, a volfrámszál ezeket újra elnyeli és fényként bocsátja ki. A szerkezet bizonyos, fényre szabályozható kristályok hajszálnál is vékonyabb rétegeiből áll, amelyek lényege elrendezésükben van. Ezek a látható fénysugarakat átengedik, míg a hőhullámokat tükörszerűen visszaverik az izzószálra.

Elméletileg e technika az izzószálas égők hatékonyságát akár 40 százalékig is fokozhatja, ami háromszorosa a piacon kapható energiatakarékos kompaktégőkének vagy ­LED-es izzókénak. A kutatócsoport egyelőre egy megvalósíthatósági tesztváltozatot készített, amely 6,6 százalékot ért el, ami ugyan nemcsak az elméleti felső határtól, de a piaci konkurensek képességétől is messze van, de már így is háromszorosra turbózta a klasszikus izzólámpa hatékonyságát.

Edison egyébként nem elsőként próbálkozott az izzóval, de ő találta ki, hogyan lehet a tíz óránál is tovább működőképes fényforrást olcsón tömegméretben gyártani. A BBC-nek nyilatkozó Marin ­Soljacic, a kutatócsoport egyik tagja szerint az új technológia esetében is ez a kulcskérdés. A felfedezésnek az új életre keltett izzólámpa azonban csak az egyik, de nem kizárólagos következménye lehet. Az energiaátalakítás új módszere a globális felmelegedés és a minél hatékonyabb energiaforrások keresése idején számos egyéb lehetőséget tartogathat.

Felmelegedésmentes elemek

A Stanford kutatói felfedezték az első olyan lítiumion elemet, amely túlmelegedésnél lekapcsolja magát, s csak lehűlés után kezd újra működni. A három kínai származású mérnök apró, grafénnel bevont, majd rugalmas polietilén filmbe ágyazott nikkelrészecskéket használt, melyek egymással kapcsolatba lépve áramot gerjesztettek. A hőmérséklet emel­kedésével azonban a műanyag tágulni kezd, a részecskék eltávolodnak egymástól, és az áramtermelő folyamat leáll. Az új technológia 70 fokig működőképes, e fölött a táguló polietilén film elválasztja egymástól a fémrészecskéket, amelyek csak akkor érintkeznek újra, ha a hőmérséklet ismét 70 fok alá hűl és a műanyag film összezsugorodik. A hőmérséklethatárt a nikkelrészecskék számának, illetve a polimer típusának változ­tatásával némileg módosítani lehet. A kutatók többféle tesztet is vé­geztek, de a módszer működött. Ha beválik, nagy karrier előtt állhat a különféle mobil eszközök eddigi akkujainak felváltásában.

Bejelentkezés
Bejelentkezés Bejelentkezés Facebook azonosítóval

Regisztrálok E-mail aktiválás Jelszóemlékeztető