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LED 내구성을 향상시키는 그라파이트 폼

朴昌鎬 2011. 1. 2. 16:17

LED 내구성을 향상시키는 그라파이트 폼

 

  발광 다이오드(light-emitting diode: LED) 램프의 내구성을 향상시켜 줄 수 있는, 미국 오크리지 연구실에서 개발된 기술이 SLE 노스 아메리카(LED North America)에서 허가를 받았다. 8월 27일에 전적으로 사인이 된 동의서는 오크리지 국립실험실 재료과학 및 기술부의 James Klet에 의해 개발된 그라파이트 폼 기술이다. LED 노스 어메리카는 거리 가로등 및 공원 주차 광원과 같이, 응용분야에서 수요가 증가하고 있는 LED 램프에서 자동 냉각 부품에 이 그라파이트 폼을 사용하고자 한다. LED 노스 어메리카는 도시용, 상업용 및 산업용 부분에 LED 조명 부품을 전문으로 제공하고 있다.

LED 램프를 냉각시키는 것은 10도의 온도를 내림으로써 조명 부품의 내구성을 두 배로 할 수 있다는 점을 고려하면 효율성 향상을 위해 매우 중요하다. LED의 열을 보다 효율적으로 관리하기 위해 그라파이트 폼을 사용하면 램프의 수명을 확장시키고 가격을 내리는 것을 도울 수 있어 보다 넓은 분야의 소비자들이 램프에 대해 관심을 가지게 할 수 있다. 오크리지 국립연구원이 James Klett는 그라파이트 폼이 소비자들을 위해 절약효과를 제공해 줄 수 있기를 희망한다. “이 기술이 온도를 감소시키고 LED 조명 시스템의 수명을 증가시키는 반면에 실제로 수행되는 부분은 지방자치제가 유지 보수뿐만 아니라 교체 비용에서 매년 수백만 달러를 절약할 수 있다는 것이다.”라고 Klett는 말한다.

새롭게 허가를 받은 그라파이트 폼 발명품은 구리 및 알루미늄과 같이 상대적으로 얄 흡수원인 재료에 비해 많은 장점을 가지고 있다. 그라파이트 폼의 높은 열전도도, 가벼운 무게 및 쉬운 가공성에 의해서 재료는 보가 다양한 디자인으로 제조될 수 있으며 보다 가볍고 보다 저렴하고 또한 보다 효율적인 냉각 옵션을 가질 수 있다. 폼의 특이한 그라파이트 결정 구조는 열전도 부분에서 중요한 요소이다. 이는 공기 포켓으로 가득한 골격 구조를 가지게 됨으로써 오직 25%만 밀집되어 있고 따라서 경량이다. 폼에서 인대의 네트워크는 열을 광원으로부터 빨아들여 LED 부품을 냉각시킬 수 있는 우수한 후보물질이 되게 해준다.

에너지 절약 조명 원으로 최고인 LED는 에너지 소비가 적고 크기가 컴팩트하며 또한 내구성이 우수하기 때문에 사용이 점점 확대되고 있다. LED 성능이 향상되면서 LED 노스 어메리카는 경쟁자들보다 보다 긴 보증기간을 제공하고 있다. LED 노스 어메리카의 오크리지 국립실험실과의 관계는 회사 설립자 중의 한명인 Andrew Wilhelm이 오크리지에서 사업 인큐베이터인 테크 2020에서 회사를 시작하는 것에 도움이 되었다. “오크리지 국립실험실과의 근접성은 우리가 오크리지 국립실험실의 연구원들과 함께 LED 램프 내에 그라파이트 폼을 통합시키는 연구를 보다 밀접하게 수행하는데 좋은 기회를 제공하였다.”라고 Wilhelm는 말한다. 오크리지 국립실험실은 미국 에너지부 과학사무국의 UT-바텔에서 관리하고 있다.

 

ORNL graphite foam technology licensed to LED North America

 
 

  
  
ORNL researcher James Klett developed a graphite foam technology that can help cool LED light fixtures and extend their lifespan.

OAK RIDGE, Tenn., Aug. 27, 2010 — Technology developed at the Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory that extends the life of light-emitting diode lamps has been licensed to LED North America.

The agreement signed today exclusively licenses a graphite foam technology developed by James Klett of ORNL's Materials Science and Technology Division. LED North America intends to use the graphite foam to passively cool components in LED lamps, which are increasingly in demand in applications such as street lights and parking garage lighting. LED North America specializes in providing LED lighting products for municipal, commercial and industrial applications.

Cooling LED lamps is critical to increasing their efficiency, considering that each 10-degree decrease in temperature can double the life of the lighting components. Using graphite foam to more efficiently manage the heat of LEDs could help extend the lamp's lifespan and lower its price, making the lamps more attractive to a broader consumer base. ORNL's James Klett hopes the graphite foam can offer potential savings for customers.

"While this technology will reduce temperatures and increase the life of the LED lighting systems, what it will really do is save municipalities millions of dollars every year in replacement fixture costs as well as maintenance," Klett said.

The newly licensed graphite foam invention offers many advantages over comparable heat sink materials such as copper and aluminum. Graphite foam's high thermal conductivity, low weight and easy machinability give the material greater design flexibility and make it a lighter, cheaper and more efficient cooling option.

The foam's unusual graphite crystal structure is the key to its conductivity. It has a skeletal structure full of air pockets, making it only 25 percent dense and lightweight. The network of ligaments in the foam wicks heat away from its source, making it an excellent candidate to cool the LED lamp components.

Championed as an energy saving lighting source, LEDs are becoming more widespread due to their low energy consumption, compact size and long life expectancy. Improved LED performance will enable LED North America to offer longer warranty periods than its competitors.

LED North America's relationship with ORNL helped prompt Andrew Wilhelm, one of the company's founders, to locate the company in Tech 2020, a business incubator in Oak Ridge.

"The proximity to ORNL gives the us the opportunity to work closely with ORNL researchers to further refine the integration of the graphite foam material into LED lamps," Wilhelm said.

ORNL is managed by UT-Battelle for the Department of Energy's Office of Science.



P 朴昌鎬님의 파란블로그에서 발행된 글입니다.