백열전구에 대해 다시 생각하다

Sep 10, 2023

2023년 4월 13일 보고서

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작성자: Bob Yirka, Phys.org

중국의 여러 기관에 소속된 재료 과학자 및 엔지니어 팀이 백열 전구를 새롭게 살펴보고 효율성을 향상시킬 수 있는 방법을 찾았습니다. Science Advances 저널에 발표된 논문에서 이 그룹은 테스트 전구에 적용한 변경 사항과 얼마나 많은 개선이 있었는지 설명합니다.

지난 수십 년 동안 백열전구는 일부 지역에서는 사용이 금지될 정도로 비효율적이라는 이유로 비난을 받아왔습니다. 사람들과 기업에서는 훨씬 더 효율적인 LED 조명으로 교체해 왔습니다.

불행하게도 이러한 전환에는 대가가 따릅니다. LED 조명은 백열전구와 동일한 수준의 고품질 연색성을 제공하지 않습니다. 그래서 많은 소비자들은 구식 전구를 사용할 수 있었던 옛날을 그리워하고 있습니다. 이 새로운 노력에서 중국 팀은 백열 전구를 버리는 대신 더 효율적으로 만드는 해결책을 찾았을 것입니다.

표준 백열 전구는 단순함의 모델입니다. 유리 전구 안에 와이어 필라멘트를 넣어서 만들어집니다. 필라멘트에 열(전기를 사용)을 가하면 빛이 생성됩니다. 전구는 산화를 방지하는 불활성 가스를 보유하는 역할을 합니다. 이러한 전구는 대량 생산이 쉽고 저렴합니다. 불행히도 비효율적이며 수명이 짧습니다. 이 새로운 노력에서 연구팀은 LED보다 자연광이 더 많은 전구를 생산하기 위한 수단으로 두 가지 측면을 모두 개선하고자 했습니다.

전구를 더 오래 지속시키기 위해 팀은 2층 필라멘트를 사용했습니다. 하나는 탄소 나노튜브를 사용하여 만든 것이고 다른 하나는 질소와 붕소로 구성된 세라믹 재료로 만든 것입니다. 그런 다음 전구를 더 효율적으로 만들기 위해 필라멘트를 유리 전구가 아닌 세라믹 상자에 넣고 광자를 재활용할 수 있는 일종의 석영으로 만든 창을 제공했습니다. 그들은 그 결과를 LED 전구와 거의 동일한 에너지 효율성, 훨씬 긴 수명 및 기존 백열 전구와 거의 동등한 색상 충실도를 갖춘 광자 재활용 백열 조명 장치라고 부릅니다.

추가 정보: Heng Zhang 외, 광자 재활용 백열 조명 장치, Science Advances(2023). DOI: 10.1126/sciadv.adf3737

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