Suudi Arabistan'daki Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (KAUST) ve Kral Abdülaziz Bilim ve Teknoloji Şehri'ndeki (KACST) bilim insanları, LED sokak lambalarının enerji verimliliğini önemli ölçüde artırabilecek ve aydınlatma sektörü için büyük önem taşıyan karbon emisyonlarını azaltabilecek yenilikçi bir nano kaplama teknolojisi geliştirdiler.
Light: Science & Applications dergisinde yayımlanan araştırma, yalnızca ABD'de uygulanması halinde her yıl 1,3 milyon tondan fazla karbondioksit emisyonunun azaltılabileceğini ve bunun küresel aydınlatma enerjisi tüketiminin iyileştirilmesinde olumlu bir itici etkiye sahip olduğunu gösteriyor.
(Aydınlatma), dünya toplam elektrik tüketiminin yaklaşık %20'sini ve sera gazı emisyonlarının yaklaşık %6'sını oluşturan büyük bir enerji tüketim kaynağıdır. Sokak (aydınlatması) da küresel elektrik talebinin %1-3'ünü oluşturur ve bu da belediye birimlerine yük getirir. LED'ler verimli ışık kaynakları olmasına rağmen, çalışırken enerjinin yaklaşık %75'i ısı enerjisine dönüşür ve bu da (aydınlatma) etkisi ve lamba ömrü üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir. Yüksek sıcaklıklar yalnızca (aydınlatma) ışık verimliliğini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda lambanın ömrünü de kısaltır. Bu nedenle, LED (aydınlatma) performansını iyileştirmek için etkili termal yönetim çok önemlidir.
Araştırma ekibinin geliştirmesinin anahtarı, nanoPE (nanogözenekli polietilen) adı verilen bir nanomalzemedir. Bu malzeme, sıradan polietilenden üretilir ve yalnızca 30 nanometrelik (bir saç telinin yaklaşık binde biri) delikler açmak için özel bir işlem kullanılır. Benzersizliği, kızılötesi ışığın (termal radyasyonun ana kaynağı) verimli bir şekilde nüfuz etmesine (%80'den fazla) ve görünür ışığı verimli bir şekilde yansıtmasına (%95'ten fazla) olanak sağlamasıdır; bu da (aydınlatma) etkisinin optimize edilmesini mümkün kılar.
NanoPE'nin etkinliğini en üst düzeye çıkarmak için araştırmacılar, bu malzemeyle kaplanmış LED sokak lambaları takmayı önerdiler. Bu sayede, lambanın ürettiği ısı enerjisi (kızılötesi ışık) nanoPE'ye sorunsuz bir şekilde nüfuz edip gökyüzüne doğru yayılarak dağılırken, aşağı doğru (aydınlatma) için gereken görünür ışık etkili bir şekilde yere yansıtılır. Bu, ısı enerjisini içeride hapseden ve lamba başlığı aşağı bakan geleneksel LED'lerin tasarımından tamamen farklıdır ve (aydınlatma) teknolojisinde yenilikçi bir atılımdır.
Deneysel sonuçlar, nano-polietilen kaplamanın uygulanmasından sonra LED sıcaklığının laboratuvar koşullarında 7,8°C, dış mekan ölçümlerinde ise 4,4°C azaldığını ve (aydınlatma) verimliliğinin sırasıyla yaklaşık %5 ve %4 arttığını doğruladı. Çalışmanın lideri Profesör Qiao Qiang, (aydınlatma) verimliliğindeki küçük bir iyileştirmenin bile geniş ölçekte uygulandığında sürdürülebilir kalkınma üzerinde büyük bir etkiye sahip olabileceğini vurguladı. Ortak yazar Dr. Hussam Qasem de bu tasarımın yüksek (aydınlatma) verimliliğini korurken ısı dağılımını önemli ölçüde iyileştirdiğine ve gelecekte (aydınlatma) alanında yaygın olarak kullanılması beklenen sürdürülebilir (aydınlatma) için potansiyel bir çözüm olduğuna inanıyor.
