أثبتت أن حرارة مصابيح الصمام الثنائي تؤدي إلى تعرض مكوناتها الإلكترونية للتلف وتقلل عمرها

توصلت جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية 'كاوست' عبر دراسة بحثية حديثة إلى إمكانية التقليل من انبعاثات الكربون الناتجة عن مصابيح إنارة الشوارع التي تعمل بتقنية الصمام الثنائي الباعث للضوء 'LED'، بالتعاون مع مدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية 'كاكست'.

وأثبتت الدراسة أن حرارة مصابيح الصمام الثنائي الباعث للضوء 'LED' تؤدي إلى تعرض مكوناتها الإلكترونية للتلف، وتقلل من عمرها الافتراضي، حيث يتم فقدان حوالي 75% من الطاقة المدخلة في مصابيح 'LED' على هيئة حرارة. وتعمل المادة النانوية، التي تُعرف باسم النانو بولي إيثيلين (nanoPE)، على تعزيز انبعاث الإشعاع الحراري من سطح المصابيح لتقليل درجة حرارتها.

وأوضح قائد الدراسة في 'كاوست' البروفيسور تشياو تشيانغ غان أن مصابيح 'LED' تُعد من مصادر الإضاءة المفضلة بسبب كفاءتها الفائقة وعمرها الافتراضي الطويل، لكن يمكن تحسينها بشكل أكبر من خلال إجراء بعض التعديلات البسيطة التي تُحدث فرقًا كبيرًا في الاستدامة، مشيرًا إلى أن الإضاءة تمثل حوالي 20% من الاستهلاك السنوي للكهرباء عالميًا، وتسهم بما يقرب من 6% من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري العالمية.

من جانبه، بيَّن المدير العام لمعهد تقنيات الطاقة المستقبلية في 'كاكست'، الدكتور حسام قاسم، أن الدراسة تسهم بشكل كبير في تبريد مصابيح 'LED' مع الحفاظ على كفاءة الإضاءة العالية، مما يجعلها حلًا واعدًا لإنارة مستدامة في المملكة. وأظهرت الدراسة أن أكثر من 80% من الأشعة تحت الحمراء الصادرة عن مصابيح 'LED' المطلية بالنانو بولي إيثيلين تمر عبر المادة وتتجه نحو السماء، بينما يُعكس أكثر من 95% من الضوء المرئي عنها ليعود إلى الأرض، مما يعزز إضاءة المساحة أسفل المصابيح.

وعرَّفت الدراسة بتقنية 'nanoPE' المصنوعة من مادة البولي إيثيلين، وهو البلاستيك الأكثر إنتاجًا عالميًا. ولإنشاء بلاستيك نانوي يعكس الضوء ذا الطول الموجي المنخفض (الضوء المرئي) لكنه يسمح بمرور الضوء ذي الطول الموجي العالي (الأشعة تحت الحمراء)، قام العلماء بصنع مسام صغيرة تصل إلى 30 نانومتر—أي أصغر بحوالي 1000 مرة من سمك شعرة الإنسان—في البلاستيك، بالإضافة إلى تمديده وتحويله إلى طبقة رقيقة.

يُذكر أن هذه الدراسة نُشرت في المجلة العلمية Light: Science & Applications، وأسهم في هذا العمل الأستاذان عثمان بكر وبون أوي، وباحث ما بعد الدكتوراة في 'كاوست' سايشاو دانغ، وطالب الماجستير حسن المحفوظ، والأستاذ المساعد في مدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية البروفيسور عبد الرحمن العجلان.