13/08/2012
LED SUPEREFFICIENTI: NON GENERANO MASSORBONO CALORE!
I LED (Light-Emitting Diode, diodi a emissione luminosa) sono una fonte di luce artifi ciale sempre più diffusa. Dopo essere comparsi sui pannelli di controllo di quasi tutti i dispositivi elettronici, oggi vengono usati anche nei fari delle automobili, negli schermi televisivi e nelle lampade portatili e da tavolo. Una delle ragioni principali è che sono molto effi cienti: rispetto alle lampade tradizionali, infatti, una parte minore dell’energia va sprecata in calore. Di conseguenza, a parità di energia impiegata, illuminano di più. Oggi però sappiamo qualcosa in più: che l’effi cienza dei LED può superare di gran lunga il 100%.
In particolari circostanze, cioè, non solo i LED non generano alcun calore, ma addirittura sottraggono calore all’ambiente e lo usano per aumentare la quantità di luce prodotta.
È stata un’equipe di ricercatori del celebre MIT (Massachusetts Institute of Technology), diretta da Parthiban Santhanam, a compiere la scoperta. Era già noto che, al calare della tensione di alimentazione, l’effi cienza di un LED cresce (ma la luminosità assoluta cala, per cui il fatto non può essere sfruttato più di tanto in illuminotecnica). Gli scienziati del MIT hanno verifi cato che a un dimezzamento della tensione corrisponde una riduzione di quattro volte dell’energia immessa, fi no ad arrivare al punto in cui immettendo 30 picoWatt di potenza elettrica nel LED, questo emetteva luce per un totale di 69 picoWatt, cioè il 230% dell’energia immessa. La spiegazione che viene data del fenomeno è la seguente: nei LED la luce viene generata perché, facendo attraversare dall’elettricità un semiconduttore, alcuni degli atomi vengono colpiti dagli elettroni e generano luce per effetto fotoelettrico.
La vibrazione degli atomi dovuta al calore rende più probabile che questo si verifi chi e l’effetto è tanto più importante quanto più bassa è la tensione (questo perché a tensioni elevate la maggior parte degli elettroni attraversa il semiconduttore senza produrre fotoni). In pratica, il LED in queste condizioni non solo non genera alcun calore, ma ne sottrae all’ambiente usandolo per produrre una maggiore quantità di luce.
Come abbiamo detto, la quantità di luce prodotta in questo esperimento è troppo bassa per avere applicazioni pratiche. Tuttavia riscaldare i LED aumenta ulteriormente la loro effi cienza, il che lascia intravedere la possibilità di usarli come pompe di calore controllabili con precisione, per raffreddare i circuiti, lampade o altri dispositivi.
