Diseñan un nuevo fósforo puede abaratar la fabricación de luces LED

Un equipo de investigadores de la Universidad Rutgers de Estados Unidos diseña un fósforo que sirve para que los diodos de emisión de luz o LED alcancen el ansiado color blanco sin recurrir a costosos minerales –las denominadas tierras o piedras raras-, lo que podría reducir sustancialmente los costes de producción de estas luminarias.

En la última década las luminarias LED han pasado de emplearse en los semáforos y en usos muy concretos a "colarse" en las casas, los coches o dispositivos baratos como linternas, por ejemplo.

Su precio más alto se ve compensado a largo plazo por su bajo consumo y su vida útil. Sin embargo, para que una luz LED ilumine en blanco o amarillo –lo más normal a la hora de iluminar un espacio-, existe un paso desconocido por la mayor parte de la población y que contribuye a que las luces LED no sean ni tan baratas ni tan sostenibles como potencialmente podrían llegar a ser.

La luz que produce el chip semiconductor de un LED habitualmente es azul. Para conseguir el color blanco se emplea un fósforo amarillo que, combinado con el azul, da lugar al blanco. Sin embargo, hasta el momento estos fósforos contienen pigmentos, por ejemplo, de granate con aluminio, itrio y cerio modificado (YAG:Ce). Algunos de estos elementos químicos se los conoce como "tierras raras" y concretamente el cerio y el itrio no son muy abundantes.

"Estos materiales están sometidos a una alta demanda para aplicaciones relacionadas con la alta tecnología y eso significa que, si sigue incrementándose su uso, el precio y las dificultades de suministro van a limitar el crecimiento de esas tecnologías, incluyendo las luces LED", explica la doctora Jing Li, profesora del Departamento de Química y Bioquímica de la Universidad Rutgers de New Jersey (Estados Unidos).

El equipo de Li trabaja en el empleo de unos fósforos híbridos obtenidos a partir de materiales mucho más abundantes y accesibles.

Han combinado metales más corrientes con moléculas luminiscentes orgánicas que emiten una luz blanca controlada en el diodo LED. Variando las proporciones de los distintos componentes pueden obtener distintos cambios en el tono de la luz, lo que facilitaría, además, disfrutar de colores más cálidos, como los de las tradicionales bombillas incandescentes.

Los investigadores han presentado su trabajo en el Congreso Anual de la Sociedad Química Americana (ACS, en sus siglas en inglés), que tiene lugar estos días en la ciudad de Boston.

Actualmente, los científicos buscan fijar las recetas para sintetizar fósforos que den uno u otro aspecto a la luz en función de parámetros como la mezcla, la temperatura o la adición de disolventes.

Pero lo que está claro es que si tornar el LED hacia el blanco ya no depende de materiales escasos y de compleja extracción su producción debería abaratarse. De hecho, los materiales a partir de los que se fabrica en la actualidad esta capa de fósforo que “tiñe” la luz azul original han incrementado en casi 50 veces su precio a lo largo de la última década.

¿Cuánto podría abaratarse la producción? Li confirma que "para algunos fósforos existe un potencial ahorro de hasta el 90 por ciento respecto al coste actual".

El empleo de luces LED, que poco a poco se ha introducido en los países desarrollados, tiene un impacto enorme en un capítulo fundamental como es la factura energética.

Otro de los autores de esta investigación, Zhichao Hu, afirma que "si más gente utilizara iluminación LED en sus casas y negocios, la factura energética del país se reduciría a la mitad. Solo con sustituir una bombilla incandescente por una LED en cada hogar de Estados Unidos, el país norteamericano ahorraría 700 millones de dólares cada año".

EFE

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