Как не потерять преимущества лампочки накаливания, которые обусловлены дешевизной материалов, из которых она изготовлена и сделать ее сверхэффективной?
В вакуумных лампах накаливания большая часть энергии теряется в виде тепла, они имеют весьма невысокий КПД. Один из способов, чтобы избежать тепловых отходов большой доли излучения от горячих объектов – адаптировать спектр теплового излучения в зависимости от желаемого применения.
Эта стратегия была успешно применена для фотонно-кристаллических излучателей при умеренных температурах. Физики из Массачусетского технологического института в результате многочисленных экспериментов нашли способ, как трансформировать тепло в световое излучение.
В перспективе созданный излучающий элемент может стать даже более эффективным, чем продвинутые светодиоды.
У новой лампочки накаливания теперь будут дополнительные элементы. Это 2 пластины из фотонного кристалла. Они установлены по краям от нити накаливания и не дают теплу при её нагреве уйти, а напротив, возвращают лучи инфракрасного спектра, то есть тепловую энергию в нить.
Таким образом значительная часть этого побочного тепла снова переводится в нити в световой поток, и в целом производительность возрастает. Применив такой подход, американские учёные смогли устранить основной недостаток казалось бы уходящей в небытие лампочки накаливания – ранее более 95% затраченной на ее работу электроэнергии тратилось в окружающем пространстве в форме тепла, а не света.
Пока создан один вариант лампочки с фотонными кристаллами, её показатели не очень высоки (6,6%). Но даже её параметры, по мнению одного из инженеров-разработчиков Марина Солячича, в 3 раза выше базовой модели простой лампочки накаливания и сравним с показателями многих распространенных люминесцентных, флуоресцентных (7-13%) и светодиодных ламп (5-13%).
По его оценке, в дальнейшем эффективность суперлампочек может дойти до 40%.
Важный повод, чтобы интенсивно работать над усовершенствованием ламп Ильича – дешевизна и распространенность компонентов, из которых они состоят. Соответственно, когда мы придем в магазин, чтобы купить прибор освещения, ожидаемая цена на такие необычные лампочки накаливания будет невысока. Принцип возврата энергии для трансформации её в базовые функции может быть применён и для поднятия эффекта других энергетических приборов и установок, считают физики MIT.
Использованы данные из журнала Nature Nanotechnology.
Проще было бы доработать люминесценцию – там ведь тоже преобразователь длины волны и никак не менее эффективный. Это не изобретение – это заявка на грант исследовательский и как по мне – тупиковый… ну, может что и найдут по пути…