LED-Straßenlaternen leuchten länger: Nano-Folie leitet zerstörerische Wärme ab
Die Leuchtdioden (LED), die in einer neuartigen Straßenlaterne stecken, strahlen ihr Licht nach ober ab. Was wie ein Konstruktionsfehler aussieht ist genial, denn das sichtbare Licht, das auf der Erde gebraucht wird, reflektiert eine Folie auf der Oberseite der LED. Diese hat noch eine entscheidende zweite Funktion: Sie lässt 80 Prozent der Wärme passieren, die die LED produziert. Das ist entscheidend für die Lebensdauer der Elektronik die den Netzstrom auf die Bedürfnisse der LED anpasst. In der wirklichen Welt halten LED gefühlt ein Leben lang, doch die Elektronik macht viel zu früh schlapp, nicht zuletzt wegen der Wärme, die die LED produziert.
Poren 1000 Mal dünner als ein Menschenhaar
Die Beschichtung haben Wissenschaftler der King Abdullah University of Science and Technology in Thuwal in Saudi-Arabien und der Forschungseinrichtung King Abdulaziz City for Science and Technology in Riad entwickelt, der Hauptstadt des Landes.
Die Folie besteht aus Polypropylen (PE), dem weltweit am häufigsten hergestellten Kunststoff, aus dem beispielsweise Verpackungen und Rohre bestehen. Um ihm die gewünschten optischen Fähigkeiten zu verleihen walzten ihn die Wissenschaftler zu einer dünnen Folie aus und bohrten Poren mit einem Durchmesser von nur 30 Nanometern hinein. Damit sind sie etwa 1000 Mal kleiner als ein menschliches Haar. NanoPE nennen die Forscher ihre Folie.
NanoPE-Folie mit zwei Aufgaben
Die winzigen Poren haben den gewünschten Effekt. Den größten Teil der elektronikfeindlichen infraroten Strahlen lassen sie passieren und reflektieren mehr als 95 Prozent des sichtbaren Lichts, das die Fläche am Fuß der Laterne erhellt. Dass die LED nach oben strahlt hat einen guten Grund: Die warme Luft steigt empor, weil ihr spezifisches Gewicht geringer ist als die Außenluft. Würde sie direkt nach unter strahlen bliebe die Wärme der LED wie in einem Käfig gefangen.
„Unser Design verbessert die LED-Kühlung erheblich und sorgt gleichzeitig für eine hohe Beleuchtungseffizienz, was es zu einer vielversprechenden Lösung für nachhaltige Beleuchtung in Saudi-Arabien macht“, sagt Hussam Qasem, Geschäftsführer des Future Energy Technologies Institute bei KACST, der an der Entwicklung des Nanomaterials beteiligt war.
