U nekom trenutku smo svi imali a Žarulja sa žarnom niti u našim domovima. Ova svjetla karakteriziraju njihova toplina i ona domaća atmosfera koja ih je toliko definirala. Njegova istorija seže više od 130 godina unazad, a izmislio ju je Tomas Edison. Iako su trenutno u padu zbog svoje neefikasnosti u potrošnji energije, na nekim mjestima se još uvijek koriste. Međutim, ova vrsta rasvjete je zauzela pozadinu nakon pojave led sijalice.
Naučnik je razvio a nova sijalica sa žarnom niti čija bi efikasnost mogla da se meri sa LED sijalicama, što postavlja ključno pitanje: hoće li sijalice sa žarnom niti biti zaboravljene ili nas čeka tehnološka revolucija? U ovom članku ćemo raščlaniti sadašnjost i budućnost sijalica sa žarnom niti i analizirati njihov potencijalni povratak.
Zbogom, žarulja sa žarnom niti
Više od jednog stoljeća sijalice sa žarnom niti osvjetljavaju domove širom svijeta. Uprkos njihovoj popularnosti i toploj svjetlosti, potrošnja energije ovih sijalica je neproporcionalna u odnosu na svjetlost koju generiraju. Samo 15% njegove energije se pretvara u vidljivu svetlost, dok se preostalih 85% troši kao toplota.
Sa pojavom led sijalice na tržištu, budućnost sijalica sa žarnom niti je ozbiljno ugrožena. LED diode ne samo da su efikasnije, već je njihov uticaj na životnu sredinu mnogo manji. Oni troše oko 80% manje energije i imaju mnogo duži životni vijek.
Već uvođenjem štedljivih sijalica (poznatih i kao kompaktne fluorescentne sijalice) polako su počele da se zamenjuju sijalice sa žarnom niti. Međutim, ove energetski efikasne sijalice nisu postigle ogroman uspjeh koji su postigle LED diode. Njihov spor odziv na uključivanje i vrijeme koje im je bilo potrebno da dostignu maksimalnu svjetlinu bili su nezgodni za situacije u kojima je svjetlost bila potrebna samo za kratak vremenski period.
Prekomjerna toplina koju stvaraju žarulje sa žarnom niti je još jedan problem s kojim su se mnogi susreli. Ko nije dotakao upaljenu sijalicu i opekao prste? Ova toplota se ne oseća samo na dodir, već doprinosi i pregrevanju okruženja. Srećom, LED sijalice su svojim radom na znatno nižim temperaturama otklonile ovaj problem.
Nova ideja za žarulju
Iako se činilo da su sijalice sa žarnom niti imale svoju sudbinu, grupa istraživača MIT-a otkrila je kako poboljšati efikasnost ovih sijalica, dajući im novu priliku na tržištu. Ključ je redizajn filamenta i strukture koja ga okružuje, osiguravajući da se manje energije gubi u obliku topline.
Prvobitno, koncept sijalice sa žarnom niti je jednostavan: volframova nit se zagreva na 2.700°C, stvarajući svetlost. Međutim, veliki dio energije koju troši gubi se kao infracrveno zračenje (toplina).
MIT je predložio da se filament okruži strukturama koje hvataju ovo infracrveno zračenje, a zatim ga ponovo apsorbuju i pretvaraju nazad u vidljivu svjetlost. Ovaj proces, tzv lagana reciklaža, obećava značajno povećanje energetske efikasnosti sijalice sa žarnom niti. Procjenjuje se da bi poboljšanja mogla dovesti do toga da pretvore do 40% energije u vidljivu svjetlost, što je revolucionarni skok s obzirom na to da trenutne žarulje sa žarnom niti pretvaraju samo između 2% i 3% energije.
Savremeni mehanizmi i neophodni testovi
Materijali koji se koriste za stvaranje ovih novih struktura koje hvataju infracrvenu toplinu su u izobilju na Zemlji, što znači da bi proizvodnja ove nove tehnologije mogla biti vrlo ekonomična i lako omasovljiva. Osim toga, može se proizvoditi konvencionalnom tehnologijom, što značajno smanjuje troškove.
U stvari, procjenjuje se da konvencionalne sijalice sa žarnom niti imaju efikasnost između 2% i 3%, dok bi nove sijalice razvijene na MIT-u mogle dostići efikasnost do 40%. Ne samo da ovo predstavlja značajno poboljšanje energetskih performansi, već bi moglo direktno da se takmiči sa LED sijalicama i drugim energetski efikasnim izvorima osvetljenja.
Međutim, nije sve tako jednostavno. Inicijalni testovi su pokazali maksimalnu efikasnost od 6,6% u prvim prototipovima, što je značajan napredak, jer oni već nadmašuju mnoge kompaktne fluorescentne sijalice. Iako još ima mnogo prostora za poboljšanje, činjenica da se ove brojke postižu u ranim fazama testiranja je vrlo obećavajuća.
Reciklirajuće svjetlo: ključni napredak
Procedura koju koriste naučnici MIT-a se zove lagana reciklaža. Ovaj proces se sastoji od hvatanja svjetlosnih valova koji nisu potrebni i njihovog recikliranja kako bi se pretvorili u korisnu energiju. Primenom ove tehnike, sijalice sa žarnom niti bi mogle da se takmiče sa LED diodama u pogledu efikasnosti.
Jedna od ključnih tačaka u razvoju ove tehnologije je stvaranje fotonskog kristala. Ovo staklo je sposobno da filtrira neželjene talasne dužine svetlosti, dozvoljavajući da se koriste samo one koje proizvode vidljivo svetlo.
Zahvaljujući ovom napretku u proizvodnji ovih kristala, nove sijalice sa žarnom niti mogle bi parirati ne samo po efikasnosti, već i po cijeni i lakoći proizvodnje sa LED sijalicama, što bi otvorilo nove mogućnosti za potrošače.
Iako će LED sijalice i dalje biti efikasno i neophodno rješenje u globalnoj energetskoj tranziciji, ove nove žarulje bi mogle naći svoju nišu na tržištu, pružajući veće mogućnosti korisnicima i promovirajući konkurenciju između različitih tehnologija rasvjete.
Uz budući napredak, ne bi bilo nerazumno vidjeti mnogo efikasnije sijalice sa žarnom niti u trgovinama, s prijedlogom fokusiranim na održivost i uštedu energije.