Z laboratoře do každodenního života

Demonstrátor modulu UVC LED pro dezinfekci vody. © FBH/schurian.com / Demonstrátor modulu UVC LED pro dezinfekci vody. © FBH/schurian.com

Rozpouštěná intenzitní distribuce UVC LED od různých výrobců v různých typech pouzder. © FBH / Úhlová intenzitní distribuce UVC LED od různých výrobců v různých typech pouzder. © FBH

Ultrafialové (UV) světlo umožňuje deaktivaci patogenů na površích, ve vzduchu a ve vodě. Světelné diody (LED) v UVC spektrálním rozsahu s vlnovými délkami pod 280 nanometry získávají díky rychlému pokroku v účinnosti a životnosti stále větší význam. Na rozdíl od běžných UV lamp jsou velmi kompaktní, stmívatelné, rychle přepínatelné a především bez rtuti. Výzkumníci z Berlínského Ferdinand-Braun-Institutu, Leibnizova institutu pro vysokofrekvenční techniku (FBH) a čtyř dalších institucí zkoumali přes dva roky UVC-LED od 14 výrobců s vlnovými délkami mezi 260 a 280 nanometry. Tento 41stránkový open-access přehled poprvé poskytuje komplexní přehled o dosažené výkonnosti a spolehlivosti, čímž zaplňuje mezeru mezi pohledem výrobců a uživatelů. „Naše data pomáhají výrobcům a uživatelům činit informovaná rozhodnutí při vývoji a nasazení systémů UVC-LED,“ vysvětluje Dr. Jan Ruschel, jeden z hlavních autorů a výzkumník na FBH.

Použití od dezinfekce vody po čištění vzduchu

UVC-LED otevírají široké možnosti využití v běžných aplikacích: od ekologické úpravy pitné vody (obr. 1) přes čištění vzduchu ve školách a nemocnicích až po dezinfekci chladniček, myček nádobí, dotykových obrazovek a výrobních zařízení v potravinářském průmyslu. V zemích bez stabilního přívodu elektřiny umožňují díky kompaktní konstrukci a nízké spotřebě energie mobilní solární řešení. Na rozdíl od dosud používaných nízkotlakých UV lamp neobsahují UVC-LED škodlivou rtuť, jejich emisní vlastnosti jsou méně citlivé na teplotní změny a často jsou již déle životností.

Průvodce pro výrobce a uživatele

Publikovaný dokument poskytuje přehled o klíčových parametrech dostupných UVC-LED na trhu, které jsou rozhodující pro vývoj dezinfekčních systémů. Životnost i účinnost se výrazně liší – v závislosti na provozních podmínkách, konstrukci a výrobci. Výzkumníci se zaměřují na tepelné, optické a elektrické efekty a jak je lze ovlivnit volbou materiálů a provozními podmínkami. Důležitou roli hraje například typ pouzdra (obr. 2). Zvláštní důraz kladou na studie životnosti formou dlouhodobých stresových testů za různých podmínek. Uživatelé, kteří chtějí UVC-LED integrovat do svých systémů, z nich mohou odvodit, jak navrhnout chlazení, řízení proudu, optiku a monitoring LED. „Úspěšně tak uzavíráme mezeru mezi laboratorními a praktickými aplikacemi,“ zdůrazňuje Jan Ruschel. „Jako výzkumné instituty orientované na aplikace je nám zvlášť důležité, aby inovace skutečně našly cestu do praxe.“

Partneři výzkumné spolupráce

– Ferdinand-Braun-Institut, Leibnizův institut pro vysokofrekvenční techniku (FBH), Berlín, Německo
– Signify, Eindhoven, Nizozemsko
– University of Padova, Padova, Itálie
– RTI International, Durham, NC, USA
– Delft University of Technology, Delft, Nizozemsko