LED-dioden til venstre er påført et gult fluorescerende belegg som gjør diodens kalde, blå lys mer hvitt for det blotte øyet. Dioden til venstre er avslått. Amerikanske forskere utvikler nå nye, mer stabile og mindre kostbare belegg. (Bilde: Zhichao Hu, Ph.D, Rutgers University)

LED-PÆRER

Forskere har utviklet 90 prosent billigere LED-pærer

Nye materialer.

LED-pærer har vært på markedet i en årrekke, men prisen på LED-pærer, spesielt av god kvalitet, er fortsatt ganske stiv.

Nå melder en amerikansk forskergruppe ved Rutger University i USA at de har funnet en måte å redusere prisen, samtidig som holdbarheten skal bli betraktelig bedre, ifølge American Chemical Society (ACS).

Verden kunne stengt 100 store atomkraftverk: Hvis alle skiftet til denne lyspæren, kunne verden stengt 100 store atomkraftverk

Sjeldne metaller

En av årsakene til at LED-pærer koster mer enn den tradisjonelle glødepæren, er bruken av sjeldne jordmetaller som brukes for å unngå det harde, blå lyset som lysiodene avgir.

For å oppnå det hvit-gylne, myke lyset de fleste forbrukere foretrekker, dekkes gjerne det ytre laget av halvlederbrikken i LED-pæren med et tynt fosforescerende lag. Dette laget absorberer det blå lyset, slik at lyset oppfattes hvitere.

Utfordringen er at det fosforescerende laget er produsert av materialer laget av sjeldne jordarter, som cerium dopet med yttrium-aluminium-granat (YAG). Jordartene er vanskelige og dyre å få tak i, og er en vesentlig årsak til at LED-pærer ikke er tatt mer i bruk, mener ACS.

En rekke forskningsmiljøer jobber derfor med å finne alternative metoder som skal gjøre det blålige lyset fra LED-pæren mer forbrukervennlig.

Les også: Denne pæra fortsetter å lyse ved strømbrudd

Hybrid-materialer

Et av miljøene er forskningsgruppen ved Rutger University, som nå hevder å ha utviklet en metode som erstatter det fosforescerende laget med hybrid-baserte fosformaterialer, basert på vanlige, lett tilgjengelige jordmetaller.

Noen av forskernes eksperimenter skal ha vist at teknologien kan redusere produksjonskostnadene med så mye som 90 prosent sammenlignet med de tradisjonelle metodene som baserer seg på sjeldne jordarter, ifølge ACS.

«Metallene kombineres med organiske, lysende molekyler for å produsere fosforiscerede belegg som avgir et kontrollerbart hvitt lys fra LED-halvlederen», heter det i meldingen fra ACS.

– Ved å variere metall og organiske komponenter kan forskerne systematisk stille inn den fluoriscerende fargen til det synlige lysspekteret som er mest akseptabelt for det menneskelige øyet, sier doktorgradsstipendiatene Zhichao Hu og Jing Li ved Rutger-universitetet, ifølge ACS.

Forskerne eksperimenterer nå videre og utvikler flere hybrid-fosforescerende belegg uten bruk av sjeldne jordmetaller.

Enova advarer: Enova advarer: Slik må du ikke installere varmepumpen

Ustabilt

Før sommeren skrev Teknisk Ukeblad om danske forskere ved DTU Fotonik, som jobber med å erstatte et sjeldent grunnstoff med et annet, nærmere bestemt galliumnitrid med silisiumkarbid. Motivet er det samme, å erstatte kostbare råmaterialer med lett tilgjengelige og materialer.

Den gang uttalte Sintef-forsker Ole Martin Løvvik seg slik om bruk av fosforiscerende belegg på LED-halvledere:

– Det har vært problemer med overraskende lav levetid for en del av LED-løsningene, fordi det fosforescerende laget som blant annet skal absorbere det blå lyset er ustabilt. Det beste er å utvikle noe som leverer hvitt lys. Det er det svenskene nå håper å få til med silisiumkarbid som de "doper" med andre typer materiale, sier Løvvik.

Lavere el-forbruk

Kraftig reduksjon i el-forbruket vil være resultatet dersom flere tok LED-pærer i bruk, mener de amerikanske forskerne.

– Hvis flere mennesker i USA bruker LED-belysning hjemme og på jobb, kan landets el-konsum bli halvert, mener forsker Zhichao Hu, ifølge ACS.

Les også: Dette bør du se etter når du kjøper LED-pærer