A lâmpada tem a estrutura de um refletor, emitindo luz apenas por sua janela.
[Imagem: Heng Zhang et al. - 10.1126/sciadv.adf3737]

Lâmpada incandescente versus LED

Uma lâmpada incandescente que recicla seu próprio calor para economizar energia mostrou-se tão eficiente quanto as atuais lâmpadas de LED.

As lâmpadas incandescentes foram banidas porque gastam muita energia, liberando a maior parte dela na faixa do infravermelho, e não em luz visível. Fora isso, elas têm uma série de vantagens, como um brilho natural, um custo muito baixo, são totalmente recicláveis e não dependem de todos os semicondutores caros e outros metais usados na fabricação dos LEDs.

Outra diferença importante é que os LEDs tendem a ser mais eficientes energeticamente do que as lâmpadas incandescentes, mas nem sempre revelam as verdadeiras cores dos objetos. O objetivo de Kehang Cui e colegas da Universidade Jiao Tong, na China, era justamente construir uma lâmpada que não precisasse fazer essa compensação.

As luzes incandescentes tradicionalmente fazem a corrente elétrica passar através de um filamento de tungstênio, selado dentro de um invólucro de vidro sob vácuo.

Na nova lâmpada, os pesquisadores usaram um filamento com duas camadas: Uma feita de um rolo de carbono atomicamente fino chamado nanotubo de carbono, e outra feita de um material cerâmico que contém boro e nitrogênio. E, em vez de envolto em vidro, o filamento duplo foi colocado dentro de uma caixa de cerâmica dotada de uma janela de vidro especialmente projetado pela equipe, feito de várias camadas de quartzo.

O segredo da reciclagem de calor está no vidro, que deixa passar a luz visível e reflete o calor.
[Imagem: Heng Zhang et al. - 10.1126/sciadv.adf3737]

Lâmpada que recicla calor

Ao contrário do vidro das lâmpadas, o vidro de quartzo multicamada deixa passar toda a radiação visível, mas é um autêntico espelho para a radiação infravermelha, devolvendo-a de volta para o filamento.

Essa reciclagem da luz infravermelha elevou a eficiência da lâmpada para 25,4% - o mesmo que os LEDs comuns, mas mais de 10 vezes melhor do que as lâmpadas incandescentes convencionais. E, como ainda é incandescente, a nova lâmpada tem um índice de renderização de cores mais alto do que um LED, o que significa que as cores dos objetos iluminados parecem quase idênticas ao que seriam na luz natural.

Extrapolando os testes feitos em laboratório, a equipe afirma que essa lâmpada incandescente com reciclagem de calor poderia ter uma vida útil de 60.000 horas.

Já foram criadas lâmpadas incandescentes com reciclagem de calor antes, mas esta parece ser mais simples, ainda que os dados divulgados pela equipe não sejam suficientes para calcular o custo de sua eventual fabricação em escala industrial.