Лампочка накаливания является почти идеальным источником света для человека благодаря природному спектру. Однако соотношение ее энергопотребления к количеству света таково, что лампочку накаливания следует называть не осветительным прибором, а обогревателем. Многие страны законодательно запретили продажу лампочек накаливания. Однако новая технология может сделать лампу накаливания столь же эффективной, как светодиодные лампочки.
Кехан Цуй из Шанхайского университета Цзяо Тонг в Китае и его коллеги создали осветительный прибор с лампой накаливания, который не повторно использует тепловое излучение лампы, повышая энергоэффективность.
Лампы накаливания обычно работают, пропуская электрический ток через вольфрамовые нити внутри стеклянной колбы. В результате электрического сопротивления вольфрамовая спираль нагревается до нескольких тысяч градусов Цельсия, что приводит к излучению в инфракрасном (тепло) и видимом диапазоне.
В новом устройстве исследователи использовали спираль, которая имела два слоя: один изготовлен из рулона атомарно тонкого углерода (углеродную нанотрубку), а другой изготовлен из керамического материала, содержащего бор и азот. Вместо того чтобы поместить его в стекло, они поместили его в керамическую коробку с окошком из специальной разновидности кварца.
Исследователи пропустили ток через двухслойную нить, которая затем излучала как видимый, так и инфракрасный свет. В отличие от стекла традиционных в электрических лампочках, кварцевая плита не просто пропускала все это излучение.Цуи говорит, что сделана из очень тонких слоев минерала, она перенаправляла инфракрасное излучение обратно в спираль накаливания.
Эта переработка инфракрасного света повысила эффективность устройства до 25,4 процента – на уровне с обычными светодиодами и более чем в десять раз лучше, чем у обычных лампочек.
Поскольку новый прибор все еще является лампой накаливания, новое устройство выше индекс цветопередачи, чем светодиод. То есть цвета выглядели более естественно.
Куй говорит, что анализы его команды также показали, что поскольку лампа изготовлена из относительно простых и доступных материалов и может работать более 60 000 часов, выбросы углерода в течение всего срока службы одного устройства могут составлять лишь четверть меньше, чем для аналогичной светодиодной лампочки.
«Эффективность устройства поражает, но это гораздо более сложное устройство, чем традиционная лампочка накаливания. Вероятно, было бы недешево производить его массово», – говорит Джонатан Вирер из Университета штата Северная Каролина.
