Lampadine efficienti al 100%

[Fides Brasier]

http://www.ecoblog.it/post/3310/lamp...icienti-al-100

Lampadine efficienti al 100%

lampadineLeggo da Punto Informatico che dall'Università di Arizona State è in arrivo un nuovo materiale conduttore, capace di trasformare tutta l'elettricità ricevuta in energia luminosa evitando "sprechi" in calore.

Per dare l'idea, le lampadine tradizionali trasformano solo il 5% della corrente in luce, quelle fluorescenti arrivano al 25% mentre le più moderne lampade a stato solido, che impiegano un semiconduttore, arrivano al 50%.

Anche la nuova lampadina, anch'essa a stato solido, utilizza un diodo luminescente basato su un polimero organico efficiente al 100% nella trasformazione energetica. In più, ed è quello che ci fa ben sperare, ha un basso costo di produzione grazie anche ad una struttura ottimizzata che trasforma in luce l'intera quantità di energia elettrica fatta passare attraverso il polimero stesso.

Una volta prodotta in serie, ci sentiamo di dire per una volta, questo genere di lampadina dovrebbe essere imposta per legge. La richiesta di energia elettrica si fa sempre più pressante, ed il contributo di queste tecnologie non dovrebbe essere una scelta, quanto un obbligo morale e legislativo.

La ricerca è stata pubblicata sulla rivista specializzata Advanced Materials sotto il nome di "Excimer-Based White Phosphorescent Organic Light-Emitting Diodes with Nearly 100% Internal Quantum Efficiency" e può essere utilizzata anche per per la realizzazione di transistori a basso consumo energetico, con tutti gli impieghi del caso.

[xenom]

La termodinamica è un opzional?
edit: vabbé immagino che sia una svista del giornalista, tanto per cambiare, cmq se sta notizia è vera è veramente una bella cosa

[CioKKoBaMBuZzo]

niente effetto joule?

[andrineri]

ho letto anche io una notizia del genere su punto informatico, e quando ho letto "rendimento al 100%" mi sono messo a ridere... la seconda legge della termodinamica dice benissimo che in ogni trasformazione energetica, almeno una parte dell'energia va persa, non è possibile avere un ciclo energetico a rendimento 1. Per quanto riguarda il rendimento energetico, mi sembra che abbiano messo le cose un po' troppo a favore di led ed oled, una lampadina a basso consumo dovrebbe stare oltre il 30% di energia convertita in luce, mentre le lampade a scarica in gas ancora di più. Se si parla di led, beh di recente se ne sono viste tante... la ricerca tira tantissimo, gli ultimi led di potenza che ho visto lavoravano attorno ai 90-120Lm/W, che è decisamente bene considerando un rendimento medio degli ormai diffusi luxeon sui 40-50Lm/W. IMHO notizia sensata, ma come accade normalmente nel giornalismo, un tantino troppo pompata per i miei gusti.

ciao
andrea

[stbarlet]

ok, si ma e roba organica. qualcuno ne sa qualcosa di piu?

[Lucrezio]

Quasi niente effetto Joule!
Cerco di spiegarvi rapidamente come funziona questa cosa: un polimero organico conduttore è una specie dove gli orbitali molecolari occupati più in alto in energia formano una banda il cui massimo è molto vicino (in energia, ovviamente) al minimo della banda formata dagli orbitali non occupati. Questo significa che è possibile, con poca spesa di energia, spostare un elettrone da un centro ad un altro ed avere, così, conduzione elettrica.
Ora, l'idea che questo viene fatto in due modi contemporaneamente:
- si inietta un elettrone al catodo
- si inietta un "buco" (ovvero si strappa l'elettrone) all'anodo.
Nei semiconduttori questo richiede ovviamente di applicare energia al sistema: dunque quando il buco e l'elettrone - che si muovono in direzione opposta - si incontrano si "neutralizzano", andando però a formare non il polimero nello stato fondamentale, ma il polimero in uno stato eccitato.
Questo stato eccitato può decadere in maniera radiativa, emettendo così luce.
Ora, la conduzione in questi sistemi è particolarmente poco "costosa" (hanno resistenze molto basse) e si riesce, intervenendo sulla struttura chimica delle catene, ad avere una resa quantica di fluorescenza (quante molecole decadono per fluorescenza, emettendo luce, rispetto a quante decadono in altri modi) molto vicina ad uno.

I polimeri semiconduttori fotoemittenti sono una delle grandi frontiere della chimica dei materiali e - da un punto di vista modellistico (indovinate di che cosa mi sono occupato, anche se solo sfiorando marginalmente l'argomento, per la tesina? ), della chimica teorica

[stbarlet]

quanto sono stabili?

[Lucrezio]

Originariamente inviato da stbarlet

quanto sono stabili?

Questo dipende dal materiale con cui vengono costruiti gli elettrodi... in particolare gli elettrodi di calcio sono un po' troppo aggressivi, con l'alluminio ci sono molti meno problemi

[stbarlet]

hanno bsogno d particolari sistemi di alimentazione? tipo voltaggio e/o frequenza?

[Lucrezio]

Originariamente inviato da stbarlet

hanno bsogno d particolari sistemi di alimentazione? tipo voltaggio e/o frequenza?

Qui vai oltre le mie conoscenze... so che è necessario un voltaggio minimo, ma di più non so dirti

[andrineri]

normalmente i led essendo diodi vengono pilotati in corrente costante, o in tensione costante con controllo di corrente, in poche parole si sfrutta la caratteristica [Caduta di Tensione] / [Corrente] controllando continuamente corrente circolante, così da poter fare a meno della limitazione di corrente attiva. Non so se per gli OLED è così, ma comunque non dovrebbe essere troppo complicato come circuiteria (al massimo integrato, mos, induttore, diodo e qualche discreto attorno).

[stbarlet]

ok, e che vista l`elevata ristrettezza della banda di frequenza emessa mi aspettavo una altrettanto specifica sezione di alimentazione

[Bounty_]

Originariamente inviato da Lucrezio

polimero organico conduttore

Voglio testare la mia memoria vediamo se mi ricordo bene sono quelli con la catena di C fatta cosi'?
C-C=C-C=C-C=C-C=C

Ora navigo poi in caso aggiungo qui' intanto smentite o confermate
Ho navigato e ho visto che ho buona memoria, quindi aggiungiamo qualche informazione alla bella spiegazione
di Lucrezio visto che

Originariamente inviato da stbarlet

ok, si ma e roba organica. qualcuno ne sa qualcosa di piu?

http://en.wikipedia.org/wiki/Conducting_polymer
http://en.wikipedia.org/wiki/Polyacetylene

Tempo fa' c'era un articolo di "Scientific American" riportato tradotto in Italiano su "Scienze Quaderni"
la mia memoria risale a quello.


Ciao

[Lucrezio]

Originariamente inviato da Bounty_

Voglio testare la mia memoria vediamo se mi ricordo bene sono quelli con la catena di C fatta cosi'?
C-C=C-C=C-C=C-C=C

Ora navigo poi in caso aggiungo qui' intanto smentite o confermate
Ho navigato e ho visto che ho buona memoria, quindi aggiungiamo qualche informazione alla bella spiegazione
di Lucrezio visto che
http://en.wikipedia.org/wiki/Conducting_polymer
http://en.wikipedia.org/wiki/Polyacetylene

Tempo fa' c'era un articolo di "Scientific American" riportato tradotto in Italiano su "Scienze Quaderni"
la mia memoria risale a quello.


Ciao

Ehm... ahimé purtroppo hai scelto un esempio infelice!
Il polietino (o poliacetilene) è stato uno dei primi polimeri che si pensava avrebbero condotto la corrente... purtroppo ipso facto così com'è non conduce!
Questo si può dimostrare con un modello semplice, come il modello di Hueckel... sono un po' di conti, magari la settimana prossima se recupero gli appunti li posto!
I poliacetileni drogati, invece, sono dei buoni conduttori: vengono trattati in modo da presentare degli eccessi - difetti di elettroni lungo la catena, sinceramente nello specifico non ne so molto di più (vi ricordo che sono un teorico!!!)

[thotgor]

Originariamente inviato da xenom

La termodinamica è un opzional?
edit: vabbé immagino che sia una svista del giornalista, tanto per cambiare, cmq se sta notizia è vera è veramente una bella cosa

si li ho studiati...sono materiali abbastanza complessi, polimeri organici tipo quelli iportati in figura..gli elettroni si muovono per hopping tra i doppi legami. La termodinamica qua non c'entra tanto, entrano in gioco parametri quantici elettronici che ci descrivono la probabilità che un certo elettrone salti da una parte all'altra. Il rendimento potrebbe essere certamente alto, il problema di questi materiali è che durano veramente poco. Infatti reaziscono con i radicali ossigeno formando fasi non conduttive ossidate. La durata di solito si misura in ore, poche centianaia.

Sono materiali tipo polipirrolo, poliacetileni ecc.. qualcosa di simile utilizzato per il fotovoltaico organico e gli OLED

[thotgor]

Originariamente inviato da stbarlet

hanno bsogno d particolari sistemi di alimentazione? tipo voltaggio e/o frequenza?

no, niente di troppo eccezionale. Funazionano a basse correnti da quanto so.

[Lucrezio]

Originariamente inviato da thotgor

si li ho studiati...sono materiali abbastanza complessi, polimeri organici tipo quelli iportati in figura..gli elettroni si muovono per hopping tra i doppi legami. La termodinamica qua non c'entra tanto, entrano in gioco parametri quantici elettronici che ci descrivono la probabilità che un certo elettrone salti da una parte all'altra. Il rendimento potrebbe essere certamente alto, il problema di questi materiali è che durano veramente poco. Infatti reaziscono con i radicali ossigeno formando fasi non conduttive ossidate.

Sono materiali tipo polipirrolo, poliacetileni ecc.. qualcosa di simile utilizzato per il fotovoltaico organico e gli OLED

Oh, finalmente il materialista viene a levarmi dagli impicci!

Ti lascio la parola con - da buon teorico - la "formula" di Marcus (gli valse il nobel, se non sbaglio) per la velocità di trasporto nei codnuttori organici, valida ad alta temperatura (T ambiente va benissimo!) nell'approssimazione di Franck - Condon:

dove "lambda" sta per l'energia di riorganizzazione e gli indici i e j scorrono sui primi vicini; "beta" è un integrale di coupling e "Delta E" una differenza di integrali coulombiani!
(Si, lo so, non si capisce nulla, ma è molto affascinante )

[thotgor]

Originariamente inviato da Lucrezio

Oh, finalmente il materialista viene a levarmi dagli impicci!

Ti lascio la parola con - da buon teorico - la "formula" di Marcus (gli valse il nobel, se non sbaglio) per la velocità di trasporto nei codnuttori organici, valida ad alta temperatura (T ambiente va benissimo!) nell'approssimazione di Franck - Condon:

dove "lambda" sta per l'energia di riorganizzazione e gli indici i e j scorrono sui primi vicini; "beta" è un integrale di coupling e "Delta E" una differenza di integrali coulombiani!
(Si, lo so, non si capisce nulla, ma è molto affascinante )

ogni tanto mi sento utile pure io.

Sto facendo un corso di ste cose proprio adesso (fullereni funzionalizzati, fotovoltaico solare, e nanotubi, e che altro) dunque più di tanto non so dirvi, perchè non sto studiando nulla e preparando la tesi


Cmq mi sembra strana sta roba del rendimento, i materiali organici di sto tipo mi pare avessero rendimenti massimi del 6%...

[Bounty_]

Originariamente inviato da Lucrezio

I poliacetileni drogati, invece, sono dei buoni conduttori

Si si' mi pareva di ricordarlo ma mi sono capitate un po' di telefonate e non ho fatto
in tempo a rispolverare e verificare tal ricordo.

Grazie

Ciao

[stbarlet]

Se a qualcuno interessa


http://www.asu.edu/news/stories/2007...2_lighting.htm