Chemie macht Licht effizient

Laut Bundesforschungsministerium (BMBF) werden knapp 20 % des weltweiten Stromverbrauchs für die Beleuchtung eingesetzt. Dieser Anteil kann mit effizienteren Leuchtmitteln wie Energiesparlampen und LED (Licht emittierende Dioden) in Kombination mit intelligenten Lichtmanagementsystemen deutlich sinken. Damit würde auch das CO2 vermieden, dass bei der fossilen Stromerzeugung entsteht.

Im Vergleich zu Glühlampen verbrauchen Energiesparlampen bis zu 80 % weniger Strom. Sie enthalten ein Edelgas (in der Regel Argon), eine geringe Menge Quecksilber und einen Leuchtstoff aus der Chemie. Zusammen bringen diese Bestandteile die Energiesparlampe zum Leuchten. Die Europäische Kommission hat errechnet, dass sich der jährliche Stromverbrauch in Deutschland um 7,5 Milliarden Kilowattstunden reduzieren würde, wenn alle privaten Haushalte von Glühbirnen auf Energiesparlampen umstellen würden. Das entspräche einer Einsparung von 4,5 Millionen Tonnen CO2.

Kaum hat die Energiesparlampe die Glühlampe verdrängt, schicken sich Licht emittierende Dioden (LED) an, die Energiesparlampe wieder abzulösen. LED basieren auf Halbleitern (z.B. Galliumnitrid) aus der Chemie. Das gilt auch für die Leuchtstoffe (meist auf der Basis von Silikaten oder Phosphor), die zusammen mit den Halbleitern für die Farbtemperatur des Lichts sorgen.

Zunehmend werden auch die Linsen der LED-

Leuchten, die das Licht bündeln und lenken, aus Kunststoffen wie Silikon, Polymethylmethacrylimid (PMMI) oder Polycarbonat (PC) hergestellt.

LEDs verbrauchen 80 bis 90 % weniger Strom als Glühlampen und haben eine deutliche längere Lebensdauer als Energiesparlampen. Bei Autolichtern und als sparsame Hintergrundbeleuchtung in TV-Geräten sind LEDs schon gut im Markt etabliert. Zunehmend werden sie auch in der Außen- und Innenbeleuchtung eingesetzt. Analysten erwarten, dass bis zum Jahr 2025 jede dritte Lichtquelle eine LED sein wird. Dadurch wird laut der Initiative Photonik 2020 der weltweite Stromverbrauch um 10 % sinken.

Einer anderen Schätzung zufolge könnten in Europa durch den Einsatz von LED-Lampen in Haushalten und Büros, in der Industrie sowie in der öffentlichen Beleuchtung rund 42 Millionen Tonnen CO2 eingespart werden.

Noch in der Entwicklung sind OLED – organische Licht emittierende Dioden. Sie bestehen aus einem hauchdünnen, halbleitenden organischem Film und zwei leitfähigen Trägerschichten aus der Chemie. Unter elektrischer Spannung leuchtet dieser Film selbst. Dabei wandeln die OLEDs die ihnen zugeführte Energie fast vollständig in Licht um und strahlen wenig Wärme ab. Das macht sie besonders effizient im Vergleich mit anderen Leuchtmitteln. Das zeigen Laborergebnisse: OLEDs sind fünfmal so effizient wie Glühlampen und bis zu 50 % effizienter als Standard-Energiesparlampen. OLEDs strömen ein warmes, stimmungsvolles Licht aus und eignen sich im Beleuchtungsbereich insbesondere für großflächige Lichtquellen.