Lichttechnisches Institut

Quecksilberfreie elektrodenlose Energiesparlampen

  • Datum: 11.12.13
  • Niederdrucklampen kämpfen immer noch gegen Akzeptanzprobleme aufgrund des enthaltenen gesundheitsschädlichen Quecksilbers. Laut Gesetz ist der Verbraucher verpflichtet diese Lampen nach ihrem Gebrauch bei speziellen Sammelstellen zu entsorgen. Dies führt zu einem großem ökonomischen Aufwand und dadurch zu einer erhöhten CO2-Bilanz. Die lichttechnischen Eigenschaften von Leuchtstofflampen, wie die Farbwiedergabe und die Lichtfarbe, sind ebenfalls schlechter als die der Glühlampe. Aus diesen Gründen muss das Quecksilber entweder aus der Lampe vollständig entfernt oder seine Menge drastisch reduziert werden.

     

    Das Lichttechnische Institut des Karlsruher Institutes für Technologie (LTI) und das Labor für Hochfrequenztechnik der FH Aachen erforschen als Kooperationspartner elektrodenlose Niederdrucklampen ohne Quecksilber.

LTI

 

Das Ziel dieser Forschung ist die vollständige Entfernung des Quecksilbers aus der Lampe. Allerdings ist eine schlagartige Abkehr von Queckselber wegen der Erfordernisse der industriellen Lampenhersteller nicht möglich. Darum wurden im Rahmen dieser Entwicklung sowohl quecksilberfreie als auch quecksilberhaltige Füllungen mit niederdosiertem Quecksilber untersucht, wobei die Quecksilbermenge in der Lampe unter 100 µg reduziert wurde, damit die Nachteile von Quecksilber möglichst stark abgechwächt werden.

 

Für die Untersuchungen wurde der elektrodenlose Betrieb der Lampe bevorzugt, da die Gefahr einer chemischen Reaktion zwischen den Ersatzmaterialien und den Elektroden dadurch aufgehoben und die Wahlmöglichkeiten für Ersatzmaterialien erhöht wurden. Hinzu kommt, dass der Elektrodenverlust einer der begrenzenden Faktoren der Lampeneffizienz ist, weshalb eine Effizienzerhöhung im elektrodenlosen Betrieb möglich ist. Die Fehlerquellen für Lampen, wie die Degradation der Elektroden, Emissionsmaterialverluste durch Elektroden oder die Schwärzung des Lampenkörpers durch Elektrodendampf werden ebenfalls unterbunden.

 

Im Rahmen des Projektes wird eine neue Leuchtstoffbeschichtung entsprechend des Emissionsspektrums der quecksilberfreien Füllung, die von außen auf die Lampe kratzfest und temperaturstabil aufgetragen wird, entwickelt. Dadurch wird ein Kontakt zwischen dem Leuchtstoff und dem Plasma verhindert, was zu einer längeren Lebensdauer der Leuchtstoffbeschichtung führt. Zusätzlich wird der Emissionsmaterialverlust wegen der Diffusion des Materials in das Glas durch eine am LTI entwickelte Schutzbeschichtung unterbunden.

 

Die patentierte Lampengeometrie wurde so gestaltet, damit die Leistung- und Temperaturverteilung entlang der Lampe trotz der einseitigen Leistungseinkopplung möglichst homogen ist.

 

Die quecksilberfreie Lampe wurde bereits auf der internationalen Light&Building Messe Frankfurt 2012 und auf der Hannover Messe 2013 vorgestellt.

Hannovermesse 1 

Hannovermesse 2 

 

Mit der Unterzeichung eines neuen Forschungsvertrags zwischen KIT und dem Deutschen Bank Patenfond soll bis Ende März 2014 die Marktreife des quecksilberfreien Lampe verbessert werden.

 

Anprechpartner:

Dr. Rainer Kling
Abteilungsleitung  und Dozent für
Licht-, EVG  und Plasmatechnologie

Lichttechnisches Institut
Karlsruher Institut für Technologie KIT

Phone: +49-721-6084-2537
Fax: +49-721-6084-2590

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