Ein internationales Forschungsteam hat in einem neuen, frei zugänglichen Review erstmals den aktuellen Stand kommerzieller UVC-LEDs detailliert zusammengefasst. Diese kompakten, effizienten und quecksilberfreien Lichtquellen gelten als eine Schlüsseltechnologie für die zukünftige Desinfektion und Sterilisation, da sie Krankheitserreger auf Oberflächen, in der Luft und im Wasser deaktivieren können.
Das Forschungsteam, zu dem auch Wissenschaftler des Berliner Ferdinand-Braun-Instituts (FBH) gehören, hat über zwei Jahre lang die UVC-LEDs von 14 Herstellern untersucht. Dabei lag der Fokus auf Wellenlängen zwischen 260 und 280 Nanometern. Die Ergebnisse der 41-seitigen Publikation schließen eine wichtige Lücke, indem sie eine fundierte Datenbasis zur Leistung und Zuverlässigkeit der Technologie bereitstellen. Dadurch sollen bestehende und neue Anwendungen mit UVC-LEDs besser erschlossen werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen UV-Lampen sind LEDs nicht nur quecksilberfrei, sondern auch dimmbar, schnell schaltbar und äußerst kompakt, was ihre wachsende Bedeutung unterstreicht. „Unsere Daten helfen den Herstellern und Anwendern, fundierte Entscheidungen bei der Entwicklung und dem Einsatz von UVC-LED-Systemen zu treffen“, erklärt Dr. Jan Ruschel, einer der Hauptautoren.
Einsatzfelder von Wasserentkeimung bis Luftreinigung
UVC-LEDs bieten eine breite Palette an Anwendungsmöglichkeiten im Alltag. Sie können für die umweltfreundliche Trinkwasseraufbereitung eingesetzt werden, aber auch zur Luftreinigung in Schulen und Krankenhäusern. Ebenso eignen sie sich zur Desinfektion von Oberflächen, etwa in Kühlschränken, Geschirrspülern und auf Touchscreens, sowie in Produktionsanlagen der Lebensmittelindustrie.
Ein weiterer Vorteil ist ihre hohe Effizienz und ihr geringer Energiebedarf. In Regionen ohne zuverlässige Stromversorgung ermöglichen sie den Einsatz von mobilen, solarbetriebenen Lösungen. Im Gegensatz zu herkömmlichen UV-Niederdrucklampen, die Quecksilber enthalten, sind UVC-LEDs quecksilberfrei. Außerdem sind ihre Emissionseigenschaften weniger anfällig für Temperaturschwankungen und sie weisen oft eine höhere Langlebigkeit auf.
Ein Leitfaden für Hersteller und Anwender
Die neue Studie bietet einen entscheidenden Überblick über die Kenngrößen der am Markt erhältlichen UVC-LEDs, die für die Entwicklung effektiver Desinfektionssysteme von großer Bedeutung sind. Sie zeigt auf, dass Faktoren wie Lebensdauer und Effizienz je nach Hersteller, Bauform und Betriebsbedingungen stark variieren. Die Forschenden untersuchen in ihrer Arbeit, wie thermische, optische und elektrische Effekte durch die Wahl der Materialien und die Betriebsbedingungen beeinflusst werden. Dabei wird auch der Gehäusetyp als wichtiger Faktor hervorgehoben.
Ein besonderer Fokus liegt auf Langzeit-Stresstests, die Aufschluss über die Lebensdauer der LEDs unter verschiedenen Bedingungen geben. Aus diesen Ergebnissen können Anwender wertvolle Informationen ableiten, um die Kühlung, Stromregelung, Optik und die Überwachung der LEDs in ihren eigenen Systemen optimal zu gestalten. „Wir schließen damit erfolgreich die Lücke zwischen Labor und Praxis“, betont Jan Ruschel. „Als anwendungsorientiertes Forschungsinstitut ist es uns ein besonderes Anliegen, dass Innovationen auch tatsächlich ihren Weg in die Nutzung finden.“
Quelle
Ferdinand-Braun-Institut gGmbH Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (09/2025)