Wärme wird recycelt

Verhelfen US-Forscher Glühbirne zum Comeback?

Der Prototyp einer neuen Glühbirne

(Bild: MIT)

Geht es nach Forschern am renommierten Massachusetts Institute of Technology (MIT), dann steht die Glühbirne, der die Europäische Union wegen ihrer mangelnden Energieeffizienz schrittweise das Licht ausgeblasen hat, möglicherweise vor einem Comeback. Dank ausgeklügelter Nanotechnologie haben sie ein System entwickelt, das die starke Wärmestrahlung solcher Lampen praktisch recycelt.

Die klassische Glühbirne hat ein großes Problem: Sie verwandelte den größten Teil - nämlich mehr als 95 Prozent - des eingesetzten Stroms in Wärme und nicht in Licht, weshalb ihre Energieeffizienz nur bei zwei bis drei Prozent liegt. Wissenschaftlern am MIT in Cambridge in den USA ist es nun gelungen, die Wärmestrahlung des Glühfadens (er erreicht eine Temperatur von bis zu 2700 Grad Celsius, Anm.) quasi zu recyceln.

Wärmestrahlung recycelt, um Strom zu sparen
Dazu umgaben die MIT-Forscher den Glühdraht mit einer Nanostruktur, die zwar sichtbares Licht durchlässt, nicht aber die unerwünschte Infrarotstrahlung. Auf diese Art werden laut ihren Angaben bis zu 92 Prozent der Wärmestrahlung auf den Glühfaden zurückgeworfen und von ihm wieder absorbiert. Die Infrarotstrahlung geht damit nicht in Form von Wärme verloren, sondern trägt vielmehr dazu bei, den Glühdraht weiter aufzuheizen, was wiederum Strom spart.

Verantwortlich dafür ist ein Filter, der aus einem Stapel von extrem dünnen Oxiden mit jeweils leicht unterschiedlichem Brechungsindex besteht. Diese Abfolge aus bis zu 90 Schichten kann Infrarotstrahlen aus verschiedenen Winkeln abfangen und sie auf den Glühfaden zurückwerfen. Auf diese Weise lasse sich die Lichtausbeute der neuartigen Glühbirne deutlich erhöhen, berichten die Wissenschaftler im Fachjournal "Nature Nanotechnology". Der vorgestellte Prototyp erreiche bereits eine Energieeffizienz von 6,6 Prozent - das ist etwa dreimal so viel wie die gute alte Glühbirne.

Bis zu 40 Prozent Lichtausbeute?
Die US-Forscher sind sicher, dass für diese "Recycling"-Glühbirnen langfristig 40 Prozent Energieeffizienz erreichbar sind, womit sie die zurzeit handelsüblichen stromsparenden Alternativen wie LEDs oder Energiesparlampen klar ausstechen würden. Dann wären sie wegen ihres wärmeren Lichtes wohl für viele Konsumenten wieder das Leuchtmittel ihrer Wahl. Bis die neuartigen Glühbirnen marktreif sind, müsse man allerdings noch an deren Lebensdauer sowie an der thermischen Stabilität des Filters arbeiten, räumen die MIT-Wissenschaftler ein.

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