News Nanotechnologie: „Glühlampe“ aus Graphen ist nur eine Atomlage dick

[Shad3s]

Wenn ihr euch wirklich jeden Tag Gedanken macht, was alles schädlich ist, dann hilft nur eins - das Grab.

Dadrin zu liegen stell ich mir auch nicht gesund vor

 

[Verata]

Der Wirkungsgrad ist genau so schlecht wie der einer Glühbirne. Die Lampe nimmt elektrische Energie auf. Sie gibt durch Konvektion (Wärmeübertragung an die Luft) und Strahlung Energie ab. Der Energiebetrag der Konvektion ist vernachlässigbar klein. Man kann also annehmen, dass der Wirkungsgrad einer Glühbirne (egal ob mit Graphen oder Wolfram) ungefähr 100% beträgt. Von diesen 100% wird Strahlung erzeugt, von denen aber nur ca. 2% Für das menschliche Auge sichtbar sind. Daher kommt der schlechte Wirkungsgrad einer Glühbirne. Einen besseren Wirkungsgrad kann man nur bekommen, indem man die Lampe wesentlich heißer macht. Ideal wären rund 5500°C. Leider gibt es kein Material, das dieser Hitze standhält.
Den Anteil des kurzwelligen (sichtbaren) Lichtes durch Interferenz zu erhöhen halte ich für Unsinn. Durch Interferenz lassen sich nur größere Wellenlängen erzeugen keine kleineren. Steht z.B. hier.
Wenn die es schaffen das zu umgehen haben sie erfolgreich die Wellenmechanik wiederlegt und können sich einen Nobelpreis abholen.

 

[Mort626]

@Vereta: So weit ich das verstehe, wollen sie keine anderen Wellenlängen erzeugen, sondern die Zusammensetzung ändern. Und das geht per Interferenz relativ einfach, indem man dafür sorgt, dass sich bestimmte Wellenlängen aufheben und andere Verstärken.
Siehe Interferenz an dünnen Schichten/Entspiegelung von Linsen
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/beugung-und-interferenz/interferenz-an-dunnen-schichten

 

[Verata]

@Mort626
Das erhöht aber nicht den Wirkungsgrad, sondern senkt ihn weiter. Man kann so die Farbe steuern indem man Strahlung auslöscht, die eine bestimmte Frequenz hat. Das kann, wie du auch gesagt hast je nach Anwendung auch sinnvoll sein. Der Wirkungsgrad muss aber dadurch weiter sinken. Ich kann mir gut vorstellen, dass die eigendliche Idee der Entwicklung ist, sehr kleine Lichtquellen für belliebige Farben zu bauen. Das wäre im Bereich der Datenübertragung sehr interessant, da die Wellenlängen von LEDs nicht frei wählbar sind. Die im Artikel genannte Anwendung zur Beleuchtung kann aber nie mit LEDs oder Leuchtstofflampen mithalten.

 

[Zalpower]

Silber an sich ist giftig allerdings in der kristallinen festen Form physikalisch beidingt dermaßen reaktionsträge, dass es in diesem Fall nicht toxisch wirkt.

Aluminium ist in gelöster Form ein Nervengift,
was soll man da noch über Silber reden............

 

[Kowa]

Der Wirkungsgrad kann mMn nicht sehr hoch sein, ziemlich sicher deutlich unter LEDs, da 99% der Energie ähnlich wie bei der Glühlampe für die Erwärmung des Materials benötigt wird.

Bei einer Glühbirne werden m.W. 5% in Licht umgesetzt, also das 5-fache.

Bei Halogen-Lampen, wo die Atome vom hohen Gasdruck am Draht gehalten werden sind wohl 30% üblich.
Je heißer, um so effizienter.

Darauf spielen die Zahlen mit 2.700°C wohl an. Nebenbei steht auch da, daß sich die Wärmeleitfähigkeit bei hohen Temperaturen verringert, also weniger Energieverluste durch Abwärme auftreten.
Die "künstlerischen Darstellungen" legen nahe, daß der leuchtende Punkt nur wenige Atome im Durchmesser beträgt.

Und ich muß zugeben, auch ich bin zu faul, das PDF zu durchsuchen.

 

[Silmaril]

Je heißer, um so effizienter.

Wenn das ernst gemeint ist: was für ein Schwachsinn. Effizienz bedeutet doch, die Form von Energie, die man in eine Maschine oder Vorrichtung aufwendet, in möglichst hoher "Konzentration" der gewünschten Ausgabeform wieder zu erhalten. Sprich in diesem Fall das Licht. Also je mehr Licht und weniger Abwärme man für die zugeführte Energie bekommt, desto Effizienter.

 

[ForenTroll]

Nur weils heißer wird, heißt das nicht das auch mehr Abwärme entsteht. Wenn du dadurch das Spektrum der abgestrahlten Photonen aus dem infraroten in den sichtbaren Bereich schieben kannst, dann kann eine höhere Temperatur auch eine höhere Effizienz bedeuten.

 

[Rikimaru]

graphen scheint ein vielversprechender werkstoff zu sein. nicht das erste mal, dass man davon hört

 

[mambokurt]

Sehr viel geringer wird die Temperatur nicht werden, aber man darf den Maßstab nicht vergessen. Pack das in ein Vakuum und die Temperatur ist sowas von egal...

Ergänzung (19. Juni 2015)

Bei einer Glühbirne werden m.W. 5% in Licht umgesetzt, also das 5-fache.

Bei Halogen-Lampen, wo die Atome vom hohen Gasdruck am Draht gehalten werden sind wohl 30% üblich.
Je heißer, um so effizienter.

Äh, nein. Je mehr Licht je Wärme, um so effizienter. Effizient ist in dem Zusammenhang eine hohe Lichtausbeute bei geringer Wärmeabgabe, ob das Teil jetzt effizient ist oder nicht kann also niemand sagen weil niemand die Lichtabgabe kennt. Selbst wenn kann das aber noch die bessere Alternative zu bestehenden Systemen sein, man wird damit sicher nicht seine Küche beleuchten, aber durch die Dicke ist es halt prädestiniert für Chips und da muss es nicht superhell leuchten oder supereffizient sein sondern nur wenig Platz brauchen und den Chip nicht verbrennen. Da mangelt es schlicht an anderen Verfahren, als dass das jetzt schlecht wäre.

 

[roWing]

Der Titel ist mal wieder eine Tautologie. Graphen ist per Definition eine Monolage C-Atome.

 

[cruse]

der wirkungsgrad wird, wie ich bereits geschrieben habe, durch lm/w bestimmt (lichtausbeute)
sieht man in dieser formel etwas von wärme ? - nein.
wenn ihr die wärme weghaben wollt, packt es in ein vakuum. ist es dann effizienter ? - nein.
gibt es angaben zur leuchtstärke ? - nein
und das effizienteste(lichtausbeute) leuchtmittel sind übrigens natriumdampflampen, nicht led's

bin früh's immer klugscheisser #1

 

[SB94]

@Silmaril: Die frequenzabhängige Energieverteilung wird sich ähnlich dem Plancksches Strahlungsgesetz verhalten. Damit wird wahrscheinlich ein Großteil der Energie außerhalb des sichtbaren Spektrums abgestrahlt. Dies würde sich mit höheren Temperaturen ändern.

@cruse Wenn man die Wärmeverluste durch Konvektion oder Wärmeübertragung minimiert muss man weniger elektrische Energie zuführen um das Graphen auf Temperatur zu halten. Also ist es dann auch effizienter.

 

[Stahlbolzen]

Beeindruckend das es schon so klein geht Licht zu erzeugen.

Naja, mehr als eine Lage braucht man prinzipiell ja auch gar nicht, damit es zu Emissionen von Photonen kommt.