白熱電球を再考する

Sep 10, 2023

2023年4月13日レポート

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ボブ・イルカ著、Phys.org

中国の多くの機関に所属する材料科学者とエンジニアのチームは、白熱電球を新たに検討し、効率を向上させる方法を見つけました。 Science Advances 誌に掲載された論文の中で、このグループは、テスト電球に加えた変更と、どの程度の改善が見られたかを説明しています。

過去数十年にわたり、白熱電球はその効率の悪さから批判を浴びており、一部の地域では使用が禁止されている。 人々や企業は、それらをはるかに効率的な LED ライトに置き換えています。

残念ながら、その移行には代償が伴いました。 LED ライトは、白熱電球ほどの高忠実度の演色性を提供しません。 そのため、多くの消費者は、昔ながらの電球を使用できた昔を待ち望んでいます。 この新しい取り組みで、中国のチームは白熱電球を廃棄する代わりに、より効率的な電球を使用することで解決策を見つけたかもしれません。

標準的な白熱電球はシンプルさのモデルです。 ガラス球の中にワイヤーフィラメントを入れて作ります。 フィラメントに熱（電気）を加えることで光が発生します。 バルブは酸化を防ぐ不活性ガスを保持する役割を果たします。 このような電球は、大量生産も容易で安価です。 残念ながら、それらは効率が悪く、寿命が短いです。 この新たな取り組みにおいて、研究チームは、LED よりも自然な照明を備えた電球を製造する手段として、両方の側面を改善することを目指しました。

電球を長持ちさせるために、研究チームは 2 層のフィラメントを使用しました。1 つはカーボン ナノチューブで作られ、もう 1 つは窒素とホウ素で構成されるセラミック材料で作られました。 次に、電球の効率を高めるために、フィラメントをガラス電球ではなくセラミックの箱に入れ、光子のリサイクルを可能にする一種の石英でできた窓を付けました。 彼らは、この結果を光子リサイクル白熱照明デバイスと呼んでおり、LED 電球とほぼ同等のエネルギー効率、はるかに長い寿命、従来の白熱電球とほぼ同等の色の忠実度を備えています。

詳しくは： Heng Zhang 他、光子リサイクル白熱照明装置、Science Advances (2023)。 DOI: 10.1126/sciadv.adf3737

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