A laborból a mindennapokba

Bemutató egy UVC-LED modul vízfertőtlenítéshez. © FBH/schurian.com / Bemutató egy UVC-LED modul vízfertőtlenítéshez. © FBH/schurian.com

A különböző gyártók UVC-LED-jeinek szögfüggő intenzitáseloszlása különböző háztípusokban. © FBH / Szög szerinti intenzitáseloszlás UVC-LED-ken különböző gyártóktól különböző csomagolási típusokban. © FBH

Ultraviola (UV) fénnyel inaktiválhatók a kórokozók a felületeken, a levegőben és a vízben. Az UVC-spektrális tartományban, 280 nanométernél rövidebb hullámhosszú LED-ek (fénykibocsátó diódák) egyre nagyobb szerepet kapnak a hatékonyság és az élettartam gyors fejlődése miatt. A hagyományos UV-lámpákkal ellentétben rendkívül kompaktak, dimmelhetők, gyorsan kapcsolhatók és különösen higanymentesek. Berlini Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) és négy másik intézet kutatói több mint két év alatt 14 gyártó UVC-LED-jeit vizsgálták, hullámhosszuk 260 és 280 nanométer között. A 41 oldalas nyílt hozzáférésű áttekintés első alkalommal nyújt átfogó képet a jelenlegi teljesítőképességről és megbízhatóságról, így betöltve a gyártói és felhasználói perspektíva közötti rést. „Adataink segítenek a gyártóknak és a felhasználóknak megalapozott döntéseket hozni az UVC-LED rendszerek fejlesztése és alkalmazása során” – magyarázza Dr. Jan Ruschel, a kutatás egyik fő szerzője és az FBH munkatársa.

Vízkezeléstől a levegőtisztításig terjedő alkalmazási területek

Az UVC-LED-ek számos mindennapi alkalmazásban nyitnak lehetőséget: a környezetbarát ivóvízkezeléstől (1. ábra) az iskolák és kórházak levegőtisztításán át a hűtőszekrények, mosogatógépek, érintőképernyők és élelmiszeripari gyártósorok fertőtlenítéséig. Olyan országokban, ahol nem stabil az elektromos ellátás, kompakt kialakításuk és alacsony energiaigényük lehetővé teszi a mobil, napelemes megoldásokat. Ellentétben a korábban leggyakrabban használt alacsony nyomású UV-lámpákkal, az UVC-LED-ek nem tartalmaznak mérgező higanyt, kibocsátási jellemzőik kevésbé érzékenyek a hőmérsékletváltozásokra, és gyakran hosszabb élettartamúak.

Útmutató gyártóknak és felhasználóknak

A most közzétett tanulmány áttekintést nyújt a piacon elérhető UVC-LED-k jellemzőiről, amelyek döntőek a fertőtlenítő rendszerek fejlesztésében. Az élettartam és a hatékonyság jelentősen változik – a működési körülményektől, a kialakítástól és a gyártótól függően. A kutatók a termikus, optikai és elektromos hatásokat vizsgálják, és hogy ezek miként befolyásolhatók anyagválasztással és működési feltételekkel. Különösen fontos szerepet játszik a ház típusa (2. ábra). Kiemelt figyelmet fordítanak az élettartam vizsgálatokra hosszú távú stressztesztek formájában különböző körülmények között. Azok a felhasználók, akik UVC-LED-eket szeretnének integrálni rendszereikbe, ezekből következtetéseket vonhatnak le a hűtés, az áramellátás szabályozása, az optika és az LED-felügyelet kialakításához. „Ezzel sikeresen bezárjuk a szakadékot a labor és a gyakorlat között” – hangsúlyozza Jan Ruschel. „Működésorientált kutatóintézetként különösen fontosnak tartjuk, hogy az innovációk valóban eljussanak a felhasználáshoz.”

A kutatási partnerség tagjai

– Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH), Berlin, Németország
– Signify, Eindhoven, Hollandia
– University of Padova, Padova, Olaszország
– RTI International, Durham, NC, USA
– Delft University of Technology, Delft, Hollandia