Ученые из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы (KAUST) и Города науки и технологий имени короля Абдаллы (KACST) разработали наноматериалы, которые могут сильно сократить выбросы углекислого газа светодиодными уличными фонарями. Исследование было опубликовано в журнале Light: Science & Applications.
Ученые создали нанопластик для сокращения выбросов углекислого газа от фонарей
В мире существует острая потребность в создании эффективной системы охлаждения светодиодов, которая бы, с одной стороны, повысила эффективность уличных фонарей, с другой же, увеличила срок их службы. Ученые в Саудовской Аравии разработали нанопластик, который бы мог помочь в этом, при том сократив выбросы углекислого газа в окружающую среду.
Ivan Gromicho
Специалисты считают, что, если их методику начнут использовать в США, выбросы могут сократиться более чем на миллион метрических тонн.
Светодиоды используют для освещения из-за отличного эффекта и срока службы. Однако они постоянно выделяют тепло, что повышает их температуру и снижает продолжительность использования. Кроме того, примерно 75% входной энергии LED теряется в виде тепла.
Мощность охлаждения, когда светодиод имеет доступ к небу через nanoPE (охлаждение включено) по сравнению с отсутствием прямого излучения в небо (охлаждение выключено)
Специалисты обнаружили, что материал из нанопористого полиэтилена (nanoPE) способен лучше остальных усиливать тепловое излучение от поверхности светодиода, снижая его температуру. Чтобы сделать из него нанопластик, ученые превратили поры размером до 30 нм — примерно в 1000 раз меньше толщины человеческого волоса — в пластик, а также растянули его и превратили в тонкий лист.
Обычно уличные фонари направляют на землю, чтобы осветить объекты. Они также собраны таким образом, что тепловое излучение остается внутри светодиода. Ученые же предлагают покрыть фонари nanoPE и перевернуть их вверх ногами, чтобы светодиоды были направлены в небо.
Схема светодиодного уличного фонаря, обращенного в небо
NanoPE спроектирован так, что инфракрасный свет, ответственный за тепловое излучение, проходит через него, в то время как видимый свет — часть электромагнитного излучения, воспринимаемая человеческим глазом, — отражается.
Исследование показало, что созданный учеными нанопластик пропускает через себя более 80% инфракрасного света, излучая его в небо. В то же время nanoPE отражает более 95% видимого света, возвращая его на землю для освещения объектов под ним.