Suche
Mein Konto
Revolusjon i lys: Mangan erstatter dyre sjeldne jordarter i LED!
Forskning ved universitetene i Düsseldorf og Innsbruck utvikler manganbaserte LED-teknologier som et kostnadseffektivt alternativ til sjeldne jordarter.
Revolusjon i lys: Mangan erstatter dyre sjeldne jordarter i LED!
Nesten alle nåværende lysemitterende dioder (LED) krever fosfor basert på sjeldne jordarter som europium eller cerium. Disse materialene er ikke bare dyre, men også vanskelige å få tak i, da råvarereservene hovedsakelig er lokalisert i Kina. Et tverrfaglig forskerteam fra Heinrich Heine University Düsseldorf og University of Innsbruck har nå utviklet et lovende alternativ: mangan. Høyt Heinrich Heine-universitetet i Düsseldorf mangan muliggjør produksjon av en ny, effektiv fosfor som kan produsere hvitt lys.
I tidsskriftet *Applied Chemistry* ble det bevist at det dobbelt positivt ladede manganionet (Mn2+) er i stand til å sende ut cyanlys og dermed produsere hvitt lys i kombinasjon med blå halvleder-LED. Denne utviklingen kan redusere LED-teknologiens avhengighet av sjeldne jordarter betydelig, ettersom mangan også er utbredt og lett utvinnes i jordskorpen. Maskinmarkedet høydepunkter.
Fordelene med mangan
Manganioner er ikke bare mer vanlige enn tidligere brukte elementer, men gir også fordeler i fleksibiliteten til koordinasjonsgeometrier. Mens luminescensen til Mn2+ forblir termisk stabil og tåler høye temperaturer på opptil 150 °C, byr bruken i LED-er også på utfordringer. En stor ulempe med Mn2+ er dens ineffektive absorpsjon, som krever høye effekttettheter for å oppnå tilstrekkelig lysstyrke. Forskerne ledet av Jun.-Prof. Dr. Markus Suta og Prof. Dr. Hubert Huppertz jobber med å bestemme krafttetthetene som kreves for å være konkurransedyktige med eksisterende teknologier.
En merkbar utfordring i implementeringen ligger også i den selvlysende fargen. Manganioner kan avgi forskjellige farger (grønn eller rød) avhengig av antall omkringliggende oksygenatomer, som f.eks. universitetet i Innsbruck beskrevet i deres rapportering. Dette tillater modulert lysutslipp, noe som kan være fordelaktig for ulike bruksområder.
Oppsummering og utsikter
Men bruken av mangan som fosfor er ikke det eneste fokuset for forskning. Stoffet Zn[B2(SO4)4] ble oppdaget for første gang i 2019, som kan bearbeides som en «fast løsning» i kombinasjon med manganklorid. Disse nye tilnærmingene viser at mangan ikke bare fungerer som en kostnadseffektiv, alternativ startressurs for lysdioder, men også driver utviklingen av innovative materialer. For å lage svært effektive lysdioder er det imidlertid nødvendig med ytterligere forskning for å bestemme de nøyaktige egenskapene til manganaktiverte fosforer.
Samlet sett kan forskning på mangan revolusjonere LED-teknologi og redusere avhengigheten av dyre og miljøskadelige råvarer. Forskerne står derfor overfor utfordringen med å optimalisere resultatene ytterligere og bringe delsystemene inn i en salgbar form.