I led del futuro: ancora più piccoli, leggeri e luminosi

Con un nuovo materiale, il nitruro di gallio, i ricercatori tedeschi hanno prodotto lampadine più leggere, più stabili e più luminose. Un bene per l’ambiente: maggiore il rendimento, minori i consumi.

Le lampadine a led in futuro saranno più compatte ed economiche, ma anche in grado di consumare meno elettricità e fare il triplo di luce.

Lo assicurano i ricercatori dell’Istituto Fraunhofer di Friburgo, che hanno messo a punto una lampadina usando il nitruro di gallio (GaN) al posto del silicio. Già oggi le attuali lampadine a led non contengono veleni, consumano poco e durano da 15 a 30 mila ore. Ma hanno un punto debole: sono molto sensibili alle variazioni e ai picchi di potenza, per cui hanno bisogno di un driver che assicuri una fornitura di energia costante. Il driver, che prende la corrente alternata dalla rete elettrica di casa e la trasforma in corrente continua a un voltaggio ridotto, influenza sia il rendimento luminoso sia la durata delle lampadine.

Il materiale studiato dai ricercatori tedeschi consentirà di ridurre ulteriormente le dimensioni di bobine e condensatori e migliorare la luminosità da 1.000 a 2.900 lumen. I transistor standard di silicio sono stati sperimentalmente sostituiti con quelli di nitruro di gallio, scoprendo che i driver sviluppati con questo semiconduttore sono risultati in grado di lavorare a corrente, tensione e temperatura più elevate. Inoltre, la velocità di commutazione è risultata 10 volte superiore a quella dei transistor in silicio, consentendo di ridurre le dimensioni di bobine e condensatori incorporati nei driver per l’immagazzinamento dell’energia. Già nel 2012 i produttori giapponesi di semiconduttori Ngk Insulators aveva presentato le proprie sperimentazioni proprio sul nitruro di gallio, immaginando che potesse incrementare l’efficienza luminosa dei led fino al 90 per cento.

“La lampadina a Led può diventare più economica, leggera e compatta, fornendo più illuminazione – spiega Michael Kunzer dell’Istituto Fraunhofer – il 20 per cento  del consumo di energia a livello mondiale può essere attribuito alla luce. Dato che in linea di principio maggiore è il rendimento luminoso, minore è il consumo energetico. Se si pensa che nel 2020 i led si saranno ritagliati una quota di mercato vicina al 90 per cento, si capisce quale ruolo possano svolgere nel proteggere l’ambiente”.

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