«Le lampade a incandescenza hanno dato luce al XX secolo, quelle a Led illumineranno il XXI». Con questa visionaria spiegazione il premio Nobel per la fisica 2014 è stato assegnato a tre scienziati giapponesi per le ricerche sui diodi semiconduttori utilizzati per i led a luce blu che hanno permesso la creazione della nuova generazione di lampadine Led a basso consumo.
I tre scienziati giapponesi premiati con il prestigioso premio Nobel sono Isamu Akasaki e Hiroshi Amano della Nagoya University e Shuji Nakamura dell’Università americana di Santa Barbara.
La motivazione del Nobel agli inventori del Led
Le lampade Led possono aumentare la qualità della vita di 1,5 miliardi di persone che non hanno accesso alla rete elettrica, viene citato nella motivazione del premio Nobel.
«Con l’arrivo delle lampade a Led ora abbiamo lampadine molto più efficienti e che durano molto di più rispetto alle vecchie fonti luminose», afferma la motivazione del premio dell’Accademia svedese delle scienze. «Circa un quarto della produzione di energia elettrica mondiale è impiegata per accendere le lampadine, i Led possono contribuire a risparmiare le risorse del pianeta».
I led non vengono utilizzati solo per l’illuminazione, ma anche nelle apparecchiature elettroniche, dai televisori ai cellulari. Akasaki, Amano e Nakamura lavoravano da trent’anni sui diodi a luce rossa e verde, ma senza quelli a luce blu non si potevano creare le lampadine a luce bianca, utili per l’uso quotidiano. I tre scienziati giapponesi hanno identificato e separato la componente blu dai semiconduttori e «lanciato una trasformazione fondamentale nella tecnologia dell’illuminazione», prosegue la motivazione del Nobel.
Cos’è una lampadina led e la sua storia
Led è l’acronimo dell’inglese Light Emitting Diode, ovvero diodi a emissione luminosa, e possono funzionare anche a bassa tensione con l’energia fornita da un pannello solare fotovoltaico.
L’anima dei Led non è un sottile filamento di metallo ad altissima temperatura, come nelle vecchie lampadine al tungsteno, ma un diodo, ovvero un piccolo dispositivo di materiale semiconduttore come silicio, germanio o indio. Il passaggio di corrente attraverso questo diodo genera emissione di luce in base a un fenomeno chiamato elettroluminescenza.
Il colore della luce emessa dipende dal materiale di cui è fatto il diodo. I primissimi Led, sviluppati agli inizi degli anni Sessanta, erano in grado di emettere radiazione infrarossa, mentre oggi sul mercato sono disponibili Led di tutti colori, e questo grazie anche al trentennale lavoro di questi scienziati ai quali è stato assegnato il Nobel.
Le lampadine a led, sviluppate tra il 1989 e il 1993, non sono solo più energeticamente efficienti delle vecchie lampadine a incandescenza ora andate in “pensione”, ma anche delle più recenti alogene (chiamate anche a basso consumo) o fluorescenti (come in neon). I led riescono a utilizzare tutta l’energia elettrica che consumano per emettere luce senza disperdere calore come le vecchie lampadine a incandescenza o alogene, per cui ottimizzano l’energia impiegata senza sprecarne parte nell’emissione di calore.
Utilizzando la stessa quantità di energia, una lampada Led può emettere fino a quattro volte più luce di una a fluorescenza e venti volte di più di una a incandescenza.
Risparmio energetico
La motivazione dell’Accademia svedese cita il recente record di una lampadina Led che ha raggiunto un flusso luminoso di 300 lumen per Watt (lm/W) mentre quelle a fluorescenza raggiungono i 70 lm/W e quelle a incandescenza 16 lm/W.
Le lampadine led stanno rivoluzionando il mondo dell’illuminotecnica e in generale dell’elettronica. Anche le città italiane si stanno attrezzando visto il risparmio che assicurano utilizzando sempre più illuminazione pubblica a led. Il led oltre a essere più duraturo rispetto alle vecchie lampadine porta ad una forte riduzione del consumo di energia elettrica. Le lampade Led, infatti, durano 100 mila ore di utilizzo, quelle a fluorescenza 10 mila e quelle a incandescenza solo 1000.
Inoltre, un consumo più basso implica che queste sorgenti di illuminazione possano essere alimentate direttamente da pannelli solari, fornendo una fonte di luce più economica e sostenibile anche per quelle zone del pianeta attualmente non raggiunte dalla rete elettrica.
I tre Nobel inventori del Led
Isamu Akasaki, di 85 anni, è professore all’Università di Nagoya, e in questo ateneo ha lavorato insieme all’altro premio nobel Hiroshi Amano, 54 anni.
Shuji Nakamura, che ha 60 anni, è diventato cittadino americano, e insegna all’Università californiana di Santa Barbara.
I tre dopo trent’anni di ricerche sui diodi a luce blu hanno posto le basi per creare lampadine più energeticamente efficienti, i Led.
Le lampade Led in commercio
Fino a poco tempo fa le lampadine Led avevano un costo elevatissimo e spesso la loro durata non era quella dichiarata, ma questo probabilmente perchè le aziende produttrici si erano frettolosamente messe a produrre queste nuove tecnologie senza conoscerle a fondo, magari investendo poco nello sviluppo del prodotto.
Oggi i prezzi si stanno abbassando, la maggior parte delle lampadine led vengono prodotte in Cina ma il loro livello qualitativo si sta alzando così come la loro luminosità.
Prezzi più bassi, maggiore luminosità ed efficienza energetica, e un riconoscimento prestigioso come il premio Nobel non fanno che sperare la diffusione di massa dei Led per diminuire quello spreco di energia per l’illuminazione che oggi consuma addirittura un quarto della potenza mondiale.
