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纳米工程打造新一代白炽灯 能效高于荧光灯和LED灯

日期:2016-01-23    浏览:974次

传统的白炽灯泡因为能源使用效率太低,近年来已经逐渐被LED等更省电或环保的灯泡取代而面临淘汰的命运。

如果白炽灯使用时间长了,你用手从螺口拧下来,就会很烫。钨丝灯泡使用通电和电阻原理,将幼细钨丝加热至约2700℃,令其发出炽热的光线,但在整个过程中,有95%能源会转化为热力散发,而钨丝灯泡的能源效益只有可怜的5%,这真的非常浪费。相比之下,和节能灯的能效可以达到14%。


麻省理工学院(MIT)研究出新的改进钨丝灯泡的办法,用特制晶体结构包围灯丝,把会带走热力和看不到的红外线辐射困住,而让我们可见的光线通过,从而大大减低能源损耗,最终钨丝灯泡的能源效益最高可提升至40%。


这样一看,完胜目前的节能灯和LED灯,要知道欧盟在2012年就禁售了钨丝灯泡,在世界范围内,从2007年各国就开始立法注重照明能效标准,也影响了整个照明工业的发展,厂商都倒戈到荧光灯和LED的阵营中,白炽灯逐渐退出人们的视线。如果这种新型的白炽灯问世,将会大大降低家庭的电费,60W的灯泡,一年的用电量只需要几块钱,这也许又是一次戏剧化的转变。


白炽灯退出人们的视野后,这几年一直以“怀旧”照明的身份出现,也有少数厂商已经成功研制出了类似白炽灯泡的产品,但使用的是荧光灯或者发光二极管的技术,来模仿白炽灯和内部的钨丝构造,但是只是外貌相似,内部还是换汤不换药。



如图:光谱能量图上红色右边的都是发出来可见光看不到的热量,MIT的做法是将右边的能量再返回去发光。


晶体滤波器:研究人员在灯丝周围加设一个由光子晶体所构成的结构,以捕捉灯丝产生的多余辐射线,并将其反射回灯丝上,供其吸收并再次以可见光的方式发出。这项技术的难度在于找到适合的材料,既能反射辐射线,又能让可见光穿透。


其实这种思路与卤素灯的思路一样,通过稀有气体来让钨丝回收更多的热量再次发光,从气体到固体,这只是一种思路的拓展,或者说是一种返璞归真的思路。


编辑点评:

晶体滤波器的目的就是让白炽灯的钨丝使用自己发出的热量再发光,这是工程技术材料科学的重大进步,纳米科技可以将发热的红外光反射回去,只透过可见光,这个想法实在是太棒了!有时候对着频闪的LED灯,它可是很多人近视的罪魁祸首,而且冷光在冬天看着很舒服,很怀念白炽灯的暖色,但是传统的它很耗电,不知道新型的白炽灯造价如何。很期待MIT制造的第一批灯泡在超市上架。

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