Завръщане: Нов живот за крушките с нажежаема жичка

Учени от Масачузетския технологичен институт (MIT) са извършили неочаквана стъпка в търсене на ефективно осветление - вместо да изработят нов метод за осветление на жилищните пространства, те са решили да възкресят старите, сантиментални крушки с нажежаема жичка.

Старите крушки, многократно заклеймявани заради относителната си неефективност в сравнение с луминисцентните и LED крушките, са били усъвършенствани с помощта на нова технология, която улавя и рециклира излишната топлина, достигайки ефективност 4 пъти по-висока от LED. 

Каква загуба

Крушките с нажежаема жичка, както ги познаваме днес, са били изобретени през 80-те години на 19-ти век от Томас Едисън и са предизвикали истинска революция в нашия живот, отделяйки ярка, постоянна светлина в домове и фабрики. Те се състоят от тънък волфрамов филамент заобиколен от инертен газ и затворен херметично в прозрачен стъклен корпус. Когато натиснете електрическия ключ, електроните се скупчват на много малко пространство, което нагрява жичката до около 2500 градуса по Целзий и при това се отделя светлина в целия спектър.

За съжаление, този процес прахосва по-голямата част от консумираната енергия под формата на топлина или инфрачервено излъчване. В резултат на това, настоящите крушки с нажежаема жичка достигат ефективност от само 3%. Съвременните LED крушки от друга страна са около 6 до 10 пъти по-ефективни, което ги прави по-добрия избор за хората искащи да пестят енергия. Но тази ситуация скоро може да се промени. 

Изследователи от MIT са създали особено покритие за светещия волфрамов филамент, наречено фотонен филтър, което се състои от много слоеве метални оксиди. Молекулите са подредени по такъв начин, че само видимата светлина може да премине, а отделената топлина (или инфрачервеното лъчение) се връща обратно във филамента, където се преобразува в ново количество видима светлина

Рециклиране на светлината

В публикацията си в Nature Nanotechnology, учените твърдят, че тяхната технология може да доведе до крушки с над три пъти по-висока ефективност от съвременните светодиодни крушки. Освен това, фотонния филтър пропуска светлина в пълния спектър на видимите цветове, което създава топла светлина, която повечето потребители предпочитат пред по-грубата светлина получена от LED крушките.

Настоящият им прототип, засега само доказателство на самата концепция, се състои от 90 слоя от силиций и танталов оксид. Учените също са направили нов филамент за крушката, като са преработили плоската волфрамова лентичка в такава с форма на акордеон, което повишава способността на крушката да реабсорбира инфрачервена светлина. Учените смятат, че тази крушка е постигнала 6,6% ефективност, което вече е над два пъти по-висока стойност от съвременните крушки с нажежаема жичка. С различни комбинации на оксидите и допълнителни слоеве, учените твърдят, че тяхната концепция теоретично може да достигне ефективност от 40%.

Новата подобрена крушка с нажежаема жичка използва специална система за рециклиране на излъчената топлина във видима светлина. (Снимка: Ognjen Ilic)

Учените виждат приложение за своята технология не само в сферата на електрическите крушки, но също и в термо-волтаичните генератори, които преобразуват светлината в електричество. Улавянето и повторното използване на светлината може значително да подобри добива от такива устройства. Въпреки това, не очаквайте да видите скоро тези подобрени крушки с нажежаема жичка по магазините. Следвайки последните норми в законодателството приети през 2007 г., които определят стандарти за ефективност на уредите, производителите на крушки са прехвърлили производството си почти изцяло на флуоресцентни и светодиодни крушки, изоставяйки крушките с нажежаема жичка.

И все пак има нещо наистина сантиментално в това да се сгушиш с някоя добра книга под топлата светлина на старомодната нажежаема жичка...

Източник: D-Brief, Discover Magazine

Още по темата

22/12/2024

Човекът

Историята на коледните лампички

02/10/2015

Физика

Диодното слънце