LED kontra villanykörte

Hosszabb élettartamukkal és nagyobb hatékonyságukkal a fénykibocsátó diódák át fogják alakítani a világítási ipart, milliárdos megtakarításokat hozva az energiaköltségek terén.

Shuji Nakamura, aki vezető szerepet játszott a kék fényt kibocsátó anyagok kifejlesztésében most visszatért. Nakamura a kilencvenes években szerzett hírnevet az első olyan félvezető anyag kifundálásával, ami kék fényt bocsát ki, globális versengést robbantva ki az anyag tökéletesítésére. A kutató Japánból az Egyesült Államokba költözött, ahol akadémikusi tisztséget kapott, ám úgy tűnik újabb világméretű versenybe nyúlt bele. Eredeti felfedezésének leszármazottai, a kék fényt kibocsátó eszközök kulcsfontosságú mérföldkőnek bizonyultak a fehér fényű LED-ek gyártásában, melyek elég olcsóak, megnyerők és hatékonyak hogy megtörjék Edison mindenható villanykörtéjének uralmát, és radikálisan átformálják a 40 milliárd dolláros világítási ipart.

Az OLED rugalmas világitóeszközöket hoz lakásunkba

Nakamura félvezetőket tesztelő termében egy áttetsző korong található, mely zafírból készült és legalább 30 szinte láthatatlan vékonyságú anyagréteg borítja, melyek alapvető működése még nem teljesen ismert, tulajdonságai azonban lenyűgözők.
Nakamura egy elektródát érint a korong közepéhez, ami azonnal kékes-zöld ragyogást áraszt, majd tolva az elektródát a korong pereme felé tolva újabb színek jelennek meg, egészen a ragyogó kékig, addig a színig, amit a fehér fényt előállító szerkezetnek majdan produkálnia kell.

Nakamura elégedettnek tűnik, ám akármilyen élénken ragyog is az a kék, tudja, hogy ez még mindig nem elég, ezért is tölt munkatársaival együtt számtalan éjszakát az 1000 Celsius fokos kemencék mellett, ahol ezek az anyagok készülnek, kémiájukat és hőfokukat váltogatva, táptalajukat változtatva, felügyelve az arányokra és a gázokra. A fehér fényű LED teljesítménye több tényezőtől függ, ilyenek a félvezetők tisztasága, a foszfor kristályok alakja és a fénykibocsátó eszköz hőelosztó képessége.
"Folyamatosan próbálkozunk" - mondja. "Az áttörés jöhet akár három év múlva, vagy akár már holnap is, azonban feltett szándékom, hogy felváltsuk a hagyományos világítást.

A jobb fehér LED-ek fényesebb lámpákat jelentenek

És nem ő az egyetlen, több tucat cég és akadémiai csoport lázasan kutatják a fehér fényű LED előállításának módját. Ahogy a tranzisztor felváltotta a vákumcsöveket, a LED-ek úgy léphetnek a mai világ villanykörtéi helyébe.
A legtöbb kutató, mint Nakamura a gallium nitrátból és hozzá hasonló anyagokból készült félvezetőkben keresik a megoldás kulcsát, mások egzotikus szerves fénykibocsátó diódákat (OLED-eket) fejlesztenek. A versenyzők között olyan óriások is vannak, mint a General Electric és az Osram Opto, valamint a Philips és az Agilent Technologies közös vállalkozása a Lumiled Lighting.

Az első eredmények már láthatóak. A korai fehér fényű LED-ek széles körben használtak zseblámpákban és fejre erősíthető különböző célokra alkalmazható lámpákban. Ahhoz, hogy otthonainkban is ezek a fényforrások válthassák fel a jó öreg villanykörtét, arra van szükség, hogy az áruk lefelé, hatékonyságuk és fényminőségük pedig felfelé íveljen.
"Nem csupán a villanykörtét fogja felváltani, de a világítási szokásokat is megváltoztatja" - mondta Bergh Árpád, a washingtoni székhelyű Optoelektronikai Ipari Fejlesztő Szövetség elnöke.

Az új világítási technológia drámaian csökkentené az elektromosság iránti szükségletet. Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma által készítetett tanulmány szerint az új generációs fehér fényű LED-ek széleskörű alkalmazásával évente 100 milliárd dollárt takarítanának meg, amihez további 50 milliárd dollár társul az erőművek karbantartási költségeinek csökkenéséből származó megtakarításként.