沙特阿拉伯阿布都拉國王科技大學(xué)（KAUST）與阿卜杜勒阿齊茲國王科技城（KACST）的科學(xué)家們合作開發(fā)出一種創(chuàng)新的納米涂層技術(shù)，有望顯著提升LED路燈的能源效率并減少碳排放。
這項(xiàng)發(fā)表于《光：科學(xué)與應(yīng)用》（Light: Science & Applications）期刊的研究指出，僅在美國推廣應(yīng)用，每年便可能減少超過130萬噸的二氧化碳排放。
照明是巨大的能源消耗來源，約占全球總用電量的20%，并貢獻(xiàn)了近6%的溫室氣體排放，而路燈照明也占全球電力需求的1-3%，對市政單位造成負(fù)擔(dān)。LED雖是高效光源，但其運(yùn)作時約有75%的能量會轉(zhuǎn)化為熱能散失，高溫不僅降低發(fā)光效率，更會縮短燈具壽命。因此，有效的熱管理對于提升LED性能至關(guān)重要。
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研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的關(guān)鍵是一種名為nanoPE（納米多孔聚乙烯）的納米材料。這種材料由常見的聚乙烯制成，透過特殊制程產(chǎn)生僅30納米（約頭發(fā)千分之一細(xì)）的孔洞。其獨(dú)特之處在于能讓紅外光（主要熱輻射來源）高效率穿透（超過80%），同時卻能高效率反射可見光（超過95%）。
為了發(fā)揮nanoPE的最大效益，研究人員提出將涂有此材料的LED路燈“上下顛倒”安裝，如此一來，燈具產(chǎn)生的熱能（紅外光）能順利穿透nanoPE向上輻射至天空消散，而向下照明所需的可見光則被有效反射至地面，這與傳統(tǒng)LED將熱能困在內(nèi)部且燈頭朝下的設(shè)計(jì)截然不同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，應(yīng)用nanoPE涂層后，LED在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下溫度降低了7.8°C，戶外實(shí)測也降低了4.4°C，分別帶來約5%和4%的效率提升。研究負(fù)責(zé)人Qiaoqiang Gan教授強(qiáng)調(diào)，即使是微小的效率提升，在大規(guī)模應(yīng)用下也能對永續(xù)發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。共同作者Hussam Qasem博士也認(rèn)為，此設(shè)計(jì)顯著改善散熱并維持高照明效率，是永續(xù)照明的潛力方案。（來源：科技新報(bào)） |
