Teknologi Salutan Nano Baru Menjanjikan Meningkatkan Kecekapan Tenaga Lampu Jalan LED
Para saintis dari Universiti Sains dan Teknologi King Abdullah (KAUST) dan King Abdulaziz City for Science and Technology (KACST) di Arab Saudi telah secara kolaboratif membangunkan teknologi salutan nano yang inovatif, yang dijangka meningkatkan kecekapan tenaga lampu jalan Light-Emitting Diodes (LED) dengan ketara dan mengurangkan pelepasan karbon.
Diterbitkan dalam jurnalCahaya: Sains & Aplikasi, kajian itu menyatakan bahawa penggunaan meluas teknologi ini di Amerika Syarikat sahaja boleh mengurangkan pelepasan karbon dioksida sebanyak lebih 1.3 juta tan setiap tahun.
Pencahayaan ialah pengguna tenaga utama, menyumbang kira-kira 20% daripada penggunaan elektrik global dan hampir 6% daripada pelepasan gas rumah hijau. Lampu jalan sahaja membentuk 1-3% daripada permintaan elektrik global, membebankan pihak berkuasa perbandaran. Walaupun LED ialah sumber cahaya kecekapan tinggi, kira-kira 75% tenaganya bertukar kepada haba dan hilang semasa operasi. Suhu tinggi bukan sahaja mengurangkan kecekapan bercahaya tetapi juga memendekkan jangka hayat lampu, menjadikan pengurusan haba yang berkesan penting untuk meningkatkan prestasi LED.
Inovasi teras pasukan penyelidik ialah bahan nano yang dipanggil nanoPE (polietilena nanoporous). Diperbuat daripada polietilena biasa, bahan ini mempunyai liang 30 nanometer (kira-kira satu perseribu diameter rambut manusia) melalui proses pembuatan khas. Sifat uniknya ialah penghantaran kecekapan tinggi cahaya inframerah (sumber utama sinaran haba) – lebih 80% – sambil memantulkan lebih daripada 95% cahaya boleh dilihat.
Untuk memaksimumkan faedah nanoPE, penyelidik mencadangkan memasang lampu jalan LED yang disalut dengan bahan ini "terbalik." Dalam persediaan ini, tenaga haba (cahaya inframerah) daripada lampu melepasi dengan lancar melalui nanoPE, memancar ke atas ke langit untuk pelesapan, manakala cahaya boleh dilihat yang diperlukan untuk pencahayaan ke bawah dipantulkan dengan berkesan ke tanah. Ini berbeza dengan ketara daripada reka bentuk LED tradisional, di mana haba terperangkap secara dalaman dan kepala lampu menghadap ke bawah.
Keputusan eksperimen mengesahkan bahawa salutan nanoPE menurunkan suhu LED sebanyak 7.8°C dalam tetapan makmal (meningkatkan kecekapan sebanyak ~5%) dan 4.4°C dalam ujian lapangan luar (keuntungan kecekapan ~4%). Ketua penyelidik Profesor Qiaoqiang Gan menekankan bahawa walaupun peningkatan kecekapan kecil boleh memberi kesan yang ketara kepada pembangunan mampan apabila digunakan secara besar-besaran. Pengarang bersama Dr. Hussam Qasem menambah bahawa reka bentuk itu meningkatkan pelesapan haba sambil mengekalkan kecekapan pencahayaan yang tinggi, menjadikannya penyelesaian yang menjanjikan untuk pencahayaan yang mampan.
