KIT zeigt erste quecksilberfreie Glühbirne auf der Research & Technology

Hannover (ots) -

KIT- und FH-Aachen-Forscher nutzen Fortschritte aus der Handytechnik
- Leistungsverstärker im Mikrowellenbereich ermöglichen neue
Lampengeneration
- Erste Lampen vielleicht schon in einem Jahr auf dem Markt

Energiesparlampen sind nicht überall beliebt. Zu teuer, zu wenig
Licht, seltsame Formgebung - so lauten einige Einwände der Nutzer.
Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der
Fachhochschule (FH) Aachen ist ein Durchbruch gelungen: Auf der
Research & Technology zeigen sie den Prototypen einer neuen und
quecksilberfreien Generation der sparsamen und dimmbaren "Glühbirne"
in Halle 2, C18.

"Wir arbeiten seit zwei Jahren an diesem Durchbruch und haben
dabei stark von den Fortschritten in der Handy- und Funkmasttechnik
profitiert. Hier wurden preiswerte und starke Leistungsverstärker im
Mikrowellenbereich entwickelt, die unsere Eintrittskarte in die neue
Lampengeneration sind", erklärt Dr. Rainer Kling vom Lichttechnischen
Institut (LTI) des KIT, der zuvor zehn Jahre Entwickler bei Osram war
und deshalb die Anforderungen an neue Leuchtmittel bestens kennt.

Das bisherige Hauptargument gegen Energiesparlampen hat
ökologische Gründe. Viele Menschen lehnen die aus Brüssel verordneten
Energiesparer ab, weil sie gefährliche Stoffe enthalten. Dazu zählt
an erster Stelle das toxische Schwermetall Quecksilber. Auf der
anderen Seite tragen die Bürger aber auch selbst zur Verbreitung von
Quecksilber bei, denn nur 20 Prozent aller Lampen werden fachgerecht
entsorgt. Dabei werden allein in Deutschland Jahr für Jahr mehrere
Millionen der Kompaktleuchtstofflampen (CFL) verkauft. Weltweit sind
es sogar mehr als drei Milliarden Stück, von denen 90 Prozent im Müll
landen.

Eigentlich sollten die CFL Energie sparen und die Umwelt schonen.
Doch aufgrund ihres Quecksilbergehaltes haben sie den gegenteiligen
Effekt - Anbieter von CFL müssen eine fachgerechte Entsorgung mit
lokalen Organisationen garantieren. Der Transport zwischen
Haushalten, Sammelstellen, Aufbereitung und Reststoffverwertung
erfordert einen enormen logistischen Aufwand, der sich negativ auf
die CO2-Bilanz der CFL auswirkt. Vor diesem Hintergrund waren lange
auch LED als Alternative in Betracht gezogen worden - doch für den
Einsatz im Haushalt sind diese Lichtspender zu teuer.

Lösung in Sicht: Fortschritte aus der Handytechnik genutzt

Eine Lösung im CFL-Dilemma ist in Sicht: Forscher des Karlsruher
Instituts für Technologie (KIT) und der Fachhochschule Aachen haben
unter Leitung von Dr. Rainer Kling (KIT) und Prof. Holger Heuermann
(FH Aachen) eine Alternative geschaffen, die auf einen Schlag alle
Nachteile der bisherigen Energiesparlampen aus dem Weg räumt. Dank
der neuen Bauteile ist es möglich, die bisher verwendeten
Ansteuerelektroden außerhalb des Lampenkolbens zu platzieren. Dieses
Gerät ist der Beitrag der Aachener Forschergruppe, während die
Karlsruher Wissenschaftler für die quecksilberfreie Füllung, die
Leuchtstoff- und Innenbeschichtung sowie die Geometrie der
innovativen Lampe verantwortlich zeichnen. Die Leuchtstoffschicht
sorgt dafür, dass Ultraviolettstrahlung (UV) in sichtbares Licht
umgewandelt wird, die Innenbeschichtung verhindert, dass Füllstoffe
in den Glaskolben diffundieren. Die neue Geometrie garantiert darüber
hinaus eine gleichmäßige Temperaturverteilung und Leistungszuführung.

Für die neue Energiesparlampe hat das KIT-Team der Abteilung
"Licht- und Plasmatechnologien" eine Reihe von Materialien getestet,
bis die passende Kombination von metallhaltigen Verbindungen gefunden
war, die das gefährliche Quecksilber ersetzen kann. Im Einzelnen
handelt es sich dabei um Iod- und Bromhalogenide verschiedener
Metalle. In einem ersten Prototyp waren bei einer netzseitigen
Leistungsaufnahme von 19 Watt bereits weniger als zehn Mikrogramm
Quecksilber pro Lampe erforderlich, um etwa 840 Lumen Lichtstrom zu
erzeugen. Das entspricht einer effektiven Lichtausbeute von 45 Lumen
pro Watt und damit einer herkömmlichen Glühlampe von 75 Watt
Leistung. "Inzwischen sind wir beim Quecksilbergehalt unterhalb der
Nachweisgrenze. Durch Verbesserungen beim Halbleiterverstärker wollen
wir die Lichtausbeute auf 60 Lumen pro Watt erhöhen und sind sehr
zuversichtlich, dass wir das schaffen", erläutert Kling.

In einem Jahr kaufbare Technik

Ein Prototyp der neuen Lampe wird auf der Research & Technology
2013 in Halle 2 zu bestaunen sein. Währenddessen gehen die
Verhandlungen mit verschiedenen global agierenden Lampenherstellern
mit Hochdruck weiter. "Das Interesse ist unter anderem auch bei
europäischen Unternehmen sehr groß. Wir hoffen, dass in einem Jahr
schon erste Produkte auf dem Markt sein werden", betont Kling. Die
Preise sollen vergleichbar mit denen von Kompaktleuchtstofflampen
sein, das heißt, die Verkaufspreise dürften sich je nach Leistung
zwischen sechs und zehn Euro einpendeln.

Günstig für die Fertigung ist in jedem Fall, dass auf herkömmliche
Elektroden verzichtet werden kann. Das senkt nicht nur die
Herstellungskosten, sondern schließt auch einen Elektrodenabbrand
aus. Elektrodenlose Lampen zeichnen sich zudem durch ihre lange
Lebensdauer aus - bei einer durchschnittlichen Nutzung von drei
Stunden pro Tag hält die Lampe voraussichtlich mehr als 27 Jahre.

Und die neuen Lampen haben weitere Vorteile: Gegenüber den CFL
sind sie um den Faktor vier kleiner, erlauben also sehr kompakte
Anwendungen. Zudem weisen sie eine besonders hohe Leuchtdichte, eine
gute Farbwiedergabe, angenehme Lichtfarben und eine kurze Startphase
auf.

Und noch ein wichtiger Pluspunkt - die neuen Lampen sind auf 20
Prozent Leistung dimmbar. Im Falle der entsprechenden 75-Watt-Lampe
wäre das also ein Bereich zwischen 15 und 75 Watt. Leuchtmittel mit
höheren Leistungen sind ebenfalls in der Entwicklung und hätten dann
beispielsweise einen dimmbaren Bereich zwischen 30 und 150 Watt. Gut
möglich also, dass die ungeliebten bisherigen Energiesparlampen bald
durch solche ersetzt werden, die den Namen auch verdienen - und
einfach über den normalen Hausmüll entsorgt werden können. Wie die
gute alte "Glühbirne" eben.

Über die HANNOVER MESSE

Das weltweit bedeutendste Technologieereignis wird vom 8. bis 12.
April 2013 in Hannover ausgerichtet. Die HANNOVER MESSE 2013 vereint
elf Leitmessen an einem Ort: Industrial Automation, Motion, Drive &
Automation, Energy, Wind, MobiliTec, Digital Factory, ComVac,
Industrial Supply, SurfaceTechnology, IndustrialGreenTec und Research
& Technology. Die zentralen Themen der HANNOVER MESSE 2013 sind
Industrieautomation und IT, Energie- und Umwelttechnologien,
Antriebs- und Fluidtechnik, Industrielle Zulieferung,
Produktionstechnologien und Dienstleistungen sowie Forschung und
Entwicklung. Russland ist Partnerland der HANNOVER MESSE 2013.

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