深紫外LED,一个可(kě)以预见的万亿产业
一场新(xīn)冠疫情带火了深紫外LED杀菌灯。说起紫外杀菌,就不得不提到太阳光!太阳光光谱就有(yǒu)紫外光谱部分(fēn),而这部分(fēn)的重要功能(néng)之一就是杀菌消毒。 现今开发深紫外LED杀菌灯,正是借鉴了太阳光的部分(fēn)功能(néng)。
人类在地球上生存了几十万年,然而,工业化的发展,污染了天空,污染了大气,污染了水源,让人类生存环境不再健康!人类要更好地生存,就必须保护好地球环境,必须保护好阳光、空气和水的健康!
如何保护阳光、空气和水的健康?一方面,我们要在整个环境治理(lǐ)上不断狠抓实干;另一方面,我们要不断进行技术创新(xīn),用(yòng)技术的手段整治环境污染!其中,紫外杀菌技术就是净化空气和水的重要技术之一。
当前,紫外杀菌技术有(yǒu)两大技术产品形成明显对比:低气压紫外杀菌汞灯产品和深紫外LED产品。
低气压紫外杀菌汞灯产品寿命8000小(xiǎo)时,主波長(cháng)是杀菌效率高的253.7nm,辐射效率以单端18W為(wèi)例,在23%以上,功率高的可(kě)达30-40%,且灯的功率从1W到300W,可(kě)以满足不同使用(yòng)场景的需求,光维持率较高。低气压紫外杀菌汞灯分(fēn)石英管和高硼玻璃两大类。石英管紫外線(xiàn)杀菌灯是透紫外線(xiàn)最高的材料,可(kě)透过90%以上的253.7nm紫外線(xiàn);紫外線(xiàn)强度大,寿命長(cháng),光衰小(xiǎo),杀菌效果好,灯寿命一般大于8000小(xiǎo)时。高硼管紫外線(xiàn)杀菌灯的高硼玻璃透253.7nm紫外線(xiàn)只有(yǒu)50%左右;其紫外線(xiàn)辐照强度小(xiǎo),寿命短。
低气压紫外杀菌汞灯的最大问题是“含汞”,根据联合國(guó)环境规划署制定的《水俣公约 》条款,我國(guó)作為(wèi)《水俣公约》主要缔约國(guó)之一,积极践行公约规定,禁汞步伐有(yǒu)序进行。因此,研发新(xīn)型技术产品全面取代低气压紫外杀菌汞灯,是势在必行的事情!
深紫外LED产品就是取代低气压紫外杀菌汞灯产品的最佳选项。深紫外LED灯不含汞,健康环保。但是,当前的深紫外LED辐射效率低,一般在3%-5%,只有(yǒu)低气压紫外杀菌汞灯的1/10,而单位電(diàn)功率的价格為(wèi)低压汞灯的20倍,所以要获得相同的辐射功率,深紫外LED的成本是低压汞灯的200倍,在大功率杀菌场合完全无法使用(yòng),不过在小(xiǎo)功率杀菌场合可(kě)以使用(yòng)。
这一幕,和早期LED照明产品取代传统的节能(néng)灯产品,何其相似!
深紫外LED要想形成一个庞大的产业,还有(yǒu)相当長(cháng)的路要走!接下来,我们就从理(lǐ)论、技术、标准、产品和市场几个角度来谈一谈深紫外LED。
理(lǐ)论方面,经过一代又(yòu)一代科(kē)學(xué)家的深入研究,紫外光谱的理(lǐ)论更加丰富,无论是UVA、UVB还是UVC,科(kē)學(xué)家对不同波段的紫外光有(yǒu)了深刻的认识。深紫外LED立足于紫外光谱、紫外波段的理(lǐ)论,有(yǒu)了坚实的基础。接下来,深紫外LED的理(lǐ)论将倾向于不同波段、不同光谱用(yòng)于何种功能(néng)更有(yǒu)效,各种数据将会更加精细。
技术方面,深紫外LED才刚刚起步。深紫外LED技术重点是开发波長(cháng)处于260-280nm的紫外線(xiàn),与传统低压紫外杀菌汞灯的波段集中于253.7nm有(yǒu)所不同,因此技术上两者存在较大的差异。深紫外LED无论是功率、量能(néng)转化、材料、设备还是成本价格,都存在诸多(duō)技术瓶颈,亟需研发人员进一步取得突破。
标准方面,由于深紫外LED杀菌尚处于起步阶段,目前没有(yǒu)國(guó)家强制性的实施标准,仅参考传统低压紫外杀菌汞灯的标准,两者技术特点的差异又(yòu)决定了不可(kě)能(néng)照搬照用(yòng)。因此,國(guó)家半导體(tǐ)照明工程研发及产业联盟(CSA)标准化委员会组织编写了《紫外LED标准化體(tǐ)系报告》,启动了《紫外LED技术与应用(yòng)术语和定义》《紫外LED杀菌消毒技术报告》等标准建设。但是这些标准遠(yuǎn)遠(yuǎn)不够适应当前深紫外LED的发展,需要更多(duō)、更准确、更细致的深紫外LED标准出台,也需要各地政府、协会大力支持深紫外LED的标准建设工作。
产品方面,深紫外LED在水净化、空气净化、生物(wù)探测、杀菌消毒、医疗器械、聚合物(wù)固话、工业光催化等民(mín)用(yòng)领域应用(yòng)广泛,而且深紫外LED具有(yǒu)小(xiǎo)巧便携、环保安全、易于设计等优点,在便携式消毒電(diàn)子产品如母婴消毒器、電(diàn)梯扶手杀菌机、照明杀菌灯具、扫地机器人等领域均有(yǒu)很(hěn)大用(yòng)途。未来,基于成熟深紫外LED技术的创意设计产品可(kě)谓数不胜数,只有(yǒu)想不到,没有(yǒu)做不到。
市场方面,深紫外LED产业链将形成一个万亿产业。深紫外LED产业链涵盖新(xīn)材料、精密设备、芯片、封装、医疗应用(yòng)产品、消费電(diàn)子产品、净化产品、工业用(yòng)途产品和照明杀菌产品等不同领域,万亿产业绝非空话。当前,已有(yǒu)众多(duō)企业在深紫外LED领域进行技术开发和生产。受益于此次疫情对深紫外LED的推动,相信未来会有(yǒu)更多(duō)的企业投资于深紫外LED产业,全國(guó)各地会出现更多(duō)的深紫外LED产业园。
综上所述,深紫外LED是一片尚未开发的“蓝海”,可(kě)谓“前途无量”!无论是理(lǐ)论體(tǐ)系建立,还是关键技术突破;无论是新(xīn)材料的发现,还是新(xīn)设备的研制;无论是标准的确立,还是市场应用(yòng)的创新(xīn)······深紫外LED都存在大片的未知空白,都需要我们去攻克、去征服、去使用(yòng)!我们相信,在深紫外LED产业全體(tǐ)从业人员的努力下,深紫外LED必将绽放其应有(yǒu)的耀眼光芒,為(wèi)中國(guó)产业带来更多(duō)精彩成果!
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