Cientistas da Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah (KAUST) e da Cidade Rei Abdulaziz para Ciência e Tecnologia (KACST) na Arábia Saudita desenvolveram uma tecnologia inovadora de nanorrevestimento que pode melhorar significativamente a eficiência energética de postes de iluminação pública de LED e reduzir as emissões de carbono, o que é de grande importância para a indústria de iluminação.
O estudo, publicado na revista Light: Science & Applications, mostra que, se aplicado somente nos Estados Unidos, pode reduzir mais de 1,3 milhão de toneladas de emissões de dióxido de carbono a cada ano, o que tem um efeito positivo na melhoria do consumo global de energia para iluminação.
A iluminação é uma enorme fonte de consumo de energia, respondendo por cerca de 20% do consumo total de eletricidade no mundo e quase 6% das emissões de gases de efeito estufa. A iluminação pública também responde por 1 a 3% da demanda global de eletricidade, o que sobrecarrega as unidades municipais. Embora os LEDs sejam fontes de luz eficientes, cerca de 75% da energia é convertida em energia térmica durante o funcionamento, o que tem um impacto negativo no efeito da iluminação e na vida útil da lâmpada. Altas temperaturas não apenas reduzem a eficiência luminosa da iluminação, mas também encurtam a vida útil da lâmpada. Portanto, um gerenciamento térmico eficaz é crucial para melhorar o desempenho da iluminação LED.
A chave para o desenvolvimento da equipe de pesquisa é um nanomaterial chamado nanoPE (polietileno nanoporoso). Este material é feito de polietileno comum e, por meio de um processo especial, perfurações de apenas 30 nanômetros (cerca de um milésimo de um fio de cabelo) são feitas. Sua singularidade reside no fato de permitir que a luz infravermelha (a principal fonte de radiação térmica) penetre com eficiência (mais de 80%), enquanto reflete a luz visível com eficiência (mais de 95%), possibilitando a otimização do efeito (de iluminação).
Para maximizar a eficácia do nanoPE, os pesquisadores propuseram instalar postes de iluminação pública de LED revestidos com este material de cabeça para baixo. Dessa forma, a energia térmica (luz infravermelha) gerada pela lâmpada pode penetrar suavemente no nanoPE e irradiar para cima, em direção ao céu, para se dissipar, enquanto a luz visível necessária para a iluminação descendente é efetivamente refletida para o solo. Isso é completamente diferente do design dos LEDs tradicionais, que retêm a energia térmica internamente e a cabeça da lâmpada fica voltada para baixo, e representa um avanço inovador na tecnologia de iluminação.
Os resultados experimentais confirmaram que, após a aplicação do revestimento de nanopolietileno, a temperatura do LED foi reduzida em 7,8 °C em condições de laboratório e 4,4 °C em medições externas, e a eficiência (de iluminação) aumentou em cerca de 5% e 4%, respectivamente. O professor Qiao Qiang, líder do estudo, enfatizou que mesmo uma pequena melhoria na eficiência (de iluminação) pode ter um enorme impacto no desenvolvimento sustentável quando aplicada em larga escala. O coautor Dr. Hussam Qasem também acredita que este projeto melhora significativamente a dissipação de calor, mantendo alta eficiência (de iluminação), e é uma solução potencial para (iluminação) sustentável, que deverá ser amplamente utilizada no campo (de iluminação) no futuro.
