Vrátí se klasické žárovky?

Vrátí se klasické žárovky?

^OSVĚTLENÍ - Může se zdát, že na klasické tepelné žárovce už není po více než stu letech co vylepšovat. Je tomu ale opravdu tak?

Vytváření světla díky průchodu proudu vhodným typem vodiče už se z principu vylepšit nedá – a také z něj vyplývá, že velká část energie se bude ztrácet v podobě tepelného záření, které v drtivé většině případů není nijak k užitku.

Skupina vědců z americké techniky MIT ale dokázala fyzikální omezení chytře obejít. Základem práce skupiny studentů a spolupracovníků profesorů Johna D. Joannopoulose a Marina Soljačice z MIT je na míru vytvořený a skládaný materiál, který propouští viditelné světlo a světlo infračervených délek odráží zpět. Vytvářené viditelné světlo proudí ven, ale tepelné záření se odráží znovu k vláknu, které ho po pohltí, tím se zahřeje a září o to více. A pak se proces opakuje, viditelné světlo odlétá, tepelné záření se znovu odrazí a vrátí k vláknu a tak dále a znovu.

Pokusná „superžárovka“ vyrobená na MIT díky tomu dosáhla účinnosti zhruba 6,6 procenta, tedy přibližně dvojnásobku účinnost běžných žárovek. Fyzikální modely přitom naznačují, že účinnost celého systému by mohla být i několikanásobně vyšší, když se použijí „tepelná zrcadla“, třeba s vyšším počtem vrstev nebo z jiných materiálů. (U prototypu je tvořil sendvič z 90 vrstev dvou různých SiO2 a Ta2O5.) Pro srovnání, účinnost dnes používaných LED svítidel se totiž pohybuje zhruba v rozmezí 5 až 20 procent, dnes prodávané typy mají účinnost spíše ve vyšší části rozmezí.

Kovové vlákno žárovky má poněkud netradiční tvar. Je navržené tak, aby byla účinnost recyklace světla co nejlepší. Autoři vlákno žárovky pečlivě složili do podoby malé destičky, či spíše hustého radiátoru, aby pohlcovalo odražené infračervené záření co nejlépe. Samotné reflektory tepelného záření jsou od wolframového vlákna trochu odsazené, aby je vysoká teplota nezničila.

Byť jde o velmi chytrý a zajímavý princip, jeho případný úspěch či neúspěch v praxi určí nakonec zejména ekonomická stránka věci. Především cena sendvičových materiálů, které v žárovce „recyklují“ tepelné záření. To je technologie v mnoha ohledech stále teprve laboratorní, a tak není jasné, zda a kdy bude možné podobné materiály vyrábět za konkurenceschopné ceny.

Snímek prototypu žárovky recyklující tepelné záření z laboratoří MIT. Zřetelný je nestandardní tvar vlákna poskládaného tak, aby dobře pohlcovalo tepelné záření, i „zrcadel“, která propouštějí viditelné světlo a odrážejí infračervené.