Energiesparlampen ohne Quecksilber

18.04.2012 - Deutschland

Quecksilberfreiheit, günstige CO2-Bilanz, niedrige Herstellungskosten und eine hervorragende Lichtqualität zeichnen die elektrodenlose Energiesparlampe „3rdPPBulb“ aus, die Forscher des Lichttechnischen Instituts (LTI) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) mitentwickelt haben: Sie haben die quecksilberfreie Füllung, die Leuchtstoffbeschichtung, die Innenbeschichtung sowie die Geometrie der innovativen Lampe entwickelt.

Das Forschungskonsortium unter Leitung von Professor Dr. Holger Heuermann von der FH Aachen und Dr. Rainer Kling vom LTI des KIT arbeitet an elektrodenlosen Energiesparlampen, die eine überzeugende Alternative zu den herkömmlichen quecksilberhaltigen Kompaktleuchtstofflampen darstellen. In Deutschland werden jährlich mehrere Millionen dieser Kompaktleuchtstofflampen (CFL) verkauft. Sie sollen Energie sparen und die Umwelt schonen. Doch wegen ihres Quecksilbergehalts haben sie nahezu den gegenteiligen Effekt. Anbieter von CFL müssen eine fachgerechte Entsorgung mit lokalen Organisationen garantieren. Allein der Transport zwischen Haushalten, Sammelstellen, Aufbereitung und Reststoffverwertung erfordert einem enormen logistischen Aufwand. Dieser wirkt sich negativ auf die CO2-Bilanz der CFL aus.

Für die neue „3rdPPBulb“ haben Wissenschaftler der Abteilung „Licht- und Plasmatechnologien“ am LTI des KIT eine Reihe von Materialien getestet, bis sie die passende Kombination von metallhaltigen Verbindungen fanden, die das Quecksilber ersetzen kann. „Die Ersetzung erfolgt Schritt für Schritt“, erklärt Celal Mohan Ögün, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am LTI. „Bereits jetzt ist die Lampe nahezu quecksilberfrei.“ Aktuell sind 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 rund 45 Lumen/Watt und damit einer 75-Watt-Glühlampe. Die aktuell noch erforderliche Quecksilbermenge beträgt den Faktor 0,002 der zulässigen Menge. Bis Ende 2012/Anfang 2013 soll die „3rdPPBulb“ völlig quecksilberfrei sein. Die Wissenschaftler des LTI haben auch eine spezielle Leuchtstoff-Innenbeschichtung, welche die Ultravio-lettstrahlung in sichtbares Licht umwandelt, sowie eine Innenbeschichtung gegen Füllmaterialdiffusion in den Glaskolben entwickelt. Überdies haben sie eine neue Geometrie erarbeitet, die eine gleichmäßige Temperaturverteilung und Leistungszuführung gewährleistet.

Für die Entwicklung des Vorschaltgeräts zeichnen die Aachener Forscher verantwortlich. Die Ansteuerelektrode der „3rdPPBulb“ befindet sich außerhalb des Lampenkolbens. Bei der Fertigung kann daher auf herkömmliche Elektroden verzichtet werden, was die Herstellungskosten deutlich senkt. Da keine Elektroden in der Gasentladungskammer vorhanden sind, ist ein Elektrodenabbrand ausgeschlossen. Elektrodenlose Lampen zeichnen sich darüber hinaus in der Regel durch eine längere Lebensdauer aus – bei einer durchschnittlichen Nutzung von täglich drei Stunden hält die Lampe voraussichtlich mehr als 27 Jahre.

Die Lampe ist so aufgebaut, dass sich die Materialien unkompliziert einem Wertstoffkreislauf zuführen lassen. Daher weist sie in ihrem Lebenszyklus von der Herstellung über den Betrieb bis zum Recycling eine günstigere CO2-Bilanz auf. Auch für den Verbraucher hat die neue Lampe sichtbare Vorteile: besonders hohe Leuchtdichte, gute Farbwiedergabe, angenehme Lichtfarben und Dimmbarkeit sowie kürzere Startphase.

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