LED- Leuchtdiode mit „200 Prozent“ Effizienz

Eine Halbleiterleuchtdiode kann wesentlich mehr Strahlungsenergie abgeben, als an elektrischer Energie in sie hineingepumpt wird – selbst wenn nur jedes tausendste Elektron ein Photon erzeugt. Das haben jetzt Forscher am MIT gezeigt.... weiter lesen....

http://www.pro-physik.de/details/news/1499703/Leuchtdiode_mit_200_Prozent_Effizienz.html (Archiv-Version vom 11.03.2017)

O_o wie geht das bitte ?

Wurde die Diode auf 135 Grad Celsius erhitzt, so betrug die gemessene Lichtleistung etwa 70 Pikowatt und war damit doppelt so groß wie die elektrische Eingangsleistung. Die Diode gab also doppelt so viel Energie ab, wie ihr elektrisch zugeführt wurde. Die fehlende Energie lieferten die Gitterschwingungen des heißen Halbleiterkristalls.

Quelle: dein verlinkter Beitrag

@Michael.

"O_o wie geht das bitte ?"

Es ist eine diode
Dioden koennen tolle dinge
Je nachdem wie man sie betreibt kann eine diode eine solarzelle sein oder eine Leuchtdiode oder ein Gleichrichter

ODER sie kann waerme Energie konvertieren
Das tut sie immer dann wenn sie in einem Stromkreis sitzt und der rest des Stromkreises Kaelter ist als sie selbst.
Dann erzeugt sie elektrischen strom oder wenn sie eine Leuchtdieode ist eben auch licht aus waerme


Die zwei verschiedenen temperaturen sind dabei wesentlich
Waerme dirket in energie zu konvertieren wuerde den 2ten Hauptsatz verletzen

Aber wenn man Waerme aus einem System hoher Temperatur entnimmt und in eine Styem tieferer Temperatur uebergibt
Wir dabei entropie erzeugt
DAlso kann man gelcihzeitig ein wenig waerme in Elektrische energie(oder Licht) umsetzen ohne dass insgesamt der zweite Hauptsatz gebrochen werden muss

eine Kraftwaerme maschiene arbeiter in dem Punkt aehnlich


Und siehe da in deinem link findet sich der magsiches satz
"Wurde die Diode auf 135 Grad Celsius erhitzt"

@Michael.
Oh nur so zun Information wenn einem strom reich braucht man nicht mal eine Diode

Wenn du zwei draehte aus untershciedlciehn Metallen nimmst und an zwei Punkten verbindest
so dass du einen Kreis bekommst

Und du erhitzt einen der Kontaktpunkte und du kuehlst den anderen
dann fliest durch den Kreis elektrischer strom...

@Michael.
Die Überschrift des Artikels ist auch ziemlicher Mumpitz.
Denn es wird elektrische Energie und auch Wärmeenergie zugeführt. Es ist also absolut falsch wenn man nur die elektrische Energie betrachtet um die Effizienz zu ermitteln. Man müsste also die Summe aus der elektrischen und der Wärmeenergie bilden und damit anschließend den Wirkungsgrad berechnen, dann kennt man die eigentlich Effizienz welche natürlich irgendwo unter 100% liegt.

Michael. schrieb:Eine Halbleiterleuchtdiode kann wesentlich mehr Strahlungsenergie abgeben, als an elektrischer Energie in sie hineingepumpt wird

Irgendwie erinnert mich das an meine Kippe die ich nach diesem Beitrag genüsslich rauchen werde. Die schließ ich bestimmt nicht an die Steckdose an, aber sie wird mit Sicherheit Strahlungsenergie abgeben.

Effizienz von elektrischer zur Strahlungsenergie = ∞ :D

das heißt ja, man hat den ersten schritt zum perpetuum mobile gemacht oder? :P

@Rattensohn

Wäre das dann nicht trotzdem ein Perpetuum Mobile zweiter Art?

Möglicherweise (oder auch: ziemlich sicher) ist der Artikel ja ungenau, aber sofern nichts weiter notwendig ist als die Erhitzung auf 135 Grad, dann baut man das "Freie Diodenenergie-Kraftwerk" eben ein paar tausend Meter unter der Erde, dort ists warm genug...

Relativ zur vorherigen Ausbeute!?

@MareTranquil
Dann beziehst du immer noch wärme von Außen in das System und die Erdwärme kann doch schon effizient genutzt. Aber was verstehst du unter einem Perpetuum Mobile zweiter Art?

@Rattensohn

Eine Maschine, die den 2. Hauptsatz der Thermodynamik verletzt. Der besagt ja, dass man zur Energiegewinnung aus Wärme zwei Massen mit unterschiedlicher Temperatur benötigt, legedlich aus dem TemperaturUNTERSCHIED kann Energie gewonnen werden.

Wäre dies nicht der Fall, wären alle unsere Energieprobleme sofort gelöst. Wenn man aus einem Liter Wasser die Wärmeenergie einfach so rausziehen könnte, und dann einfach ein Eisblock übrig bleibt, wäre das schließlich eine enorme, praktisch unerschöpfliche Energiequelle.

@MareTranquil
Schön und gut, aber was hat das denn mit der Lichtgewinnung einer LED zu tun?
In dem Artikel wird doch beschrieben dass die LED 200% der elektrischen Energie in Lichtenergie umwandelt, was aber nur möglich ist wenn man noch Wärmenergie hinzu gibt, letzteres wurde ja vernachlässigt wodurch die 200% Effizienz erst möglich gewesen sind.
Von Energiegewinnung aus Wärme ist doch überhaupt nicht die Rede gewesen, denn du müsstest erst mal die Lichtenergie wieder umwandeln in Wärmeenergie.

@Rattensohn

Es steht da, dann man aus elektrischer Energie doppelt soviel Lichtenergie machen kann, wenn nur die Außentemperatur passt. Dabei ist es prinzipiell völlig unerheblich, ob die Außentemperatur jetzt 20° oder 135° beträgt (man müsste es ja nur an einem Ort bauen, wo 135° normal sind), es widerspricht dem 2. Hauptsatz der Thermodynamik und wäre damit ein Perpetuum Mobile 2. Art.


Mir ist klar, dass es den Energieerhaltungssatz an sich nicht verletzt. Trotzdem wäre dieses Ding, wenn der Text so stimmt, eine physikalische Unmöglichkeit und die Lösung sämtlicher Energieprobleme.

@MareTranquil
Ja das habe ich schon verstanden dass man sie an einen Ort bauen müsste wo bspw. 135°C normal sind. Allerdings beziehst du dann halt, wie gesagt, immer noch Wärmeenergie von Außen in das System mit ein. Also wird einfach nur Wärmeenergie und elektrische Energie in Lichtenergie umgewandelt, welche dann am Ende halt der doppelten eingebrachten elektrischen Energie entspricht.
Im Prinzip sind diese 135°C so etwas wie die Betriebstemperatur, denn sie werden benötigt um folgendes zu erfüllen:

Holzer2.0 schrieb:Die fehlende Energie lieferten die Gitterschwingungen des heißen Halbleiterkristalls.

@Rattensohn

Sag mal, wie oft soll ich denn noch dasselbe schreiben? Ich WEIß dass dieses Ding nicht die Energieerhaltung verletzt.

Aber es würde Wärmeenergie in andere Energie umwandeln, ohne dass dafür ein Temperaturunterschied vorhanden sein muss. Das widerspricht einem fundamentalen Naturgesetz (eben dem 2. HS der Thermodynamik) und würde völlig neue Methoden der Energiegewinnung eröffnen.

@MareTranquil

Bist du dir sicher? Ich meine, dasselbe macht ein Stück Metall, wenn ich es entsprechend erhitze - es beginnt zu glühen, gibt also Licht ab... oder verstehe ich etwas komplett falsch?

@Thawra
Das ist nur dann dasselbst, wenn das Stück Metall mehr Strahlungsenergie abgibt, als du reinsteckst, und das Metall die Energiedifferenz dadurch ausgleicht, dass es Wärmeenergie aus der (gleich warmen oder kälteren) Umgebung absaugt.

Was @MareTranquil meint ist das beim der Umwandlung von Wärmeenergie in Licht die LED abkühlen muss. SChlißelich wird ja ein Teil der Wärmeenergie in Photonen umgewandelt.

Passiert dies in einer Umgebung von 135° wird die LED kälter ohne das da eine Wärmesenke wäre.

Normalerweise kann man nur Wärmeenergie in Arbeit umwandeln wenn man einen Wärmegradienten hat d.h. wenn man Wärme von einem wärmeren Reservoir in ein kälteres fließen lässt.

@Thawra
Das Metall kühlt aber dadurch solange ab bis es wieder Raumtemperatur hat.

@MareTranquil
Es kommt ja in dem Artikel nicht rüber aber vielleicht muss die Diode aktiv geheizt werden, dann würde es ja wieder passen.

Ahh ich habe es gefunden.

Die elektrische Energie eU der Elektronen war viel kleiner als ΔE und spielte bei der Anregung dieser Ladungsträger ins Leitungsband keine Rolle. Vielmehr waren Elektronen durch thermische Anregung ins Leitungsband gelangt, da die thermische Energie kT viel größer als eU war. Diese Wärmeenergie wurde den Gitterschwingungen entnommen, sodass sich der Halbleiterkristall abkühlte.

@mojorisin
@MareTranquil

Ähm... wenn die Umgebung 135 Grad hat, dann wird die LED dauernd aufgeheizt, wenn sie Energie in Strahlenform abgibt. Die wird ganz sicher nicht einfach kälter.

Genauso wie auch das glühende Stück Metall dauernd durch meinen Schweissbrenner oder was auch immer aufgeheizt wird, da es durch das Abstrahlen dauernd Energie verliert.

Ich sehe keinen Unterschied.

MareTranquil schrieb:Das ist nur dann dasselbst, wenn das Stück Metall mehr Strahlungsenergie abgibt, als du reinsteckst, und das Metall die Energiedifferenz dadurch ausgleicht, dass es Wärmeenergie aus der (gleich warmen oder kälteren) Umgebung absaugt.

... das macht die LED auch nicht. Jedenfalls nicht, wenn ich den Artikel richtig verstanden habe.

@Thawra

Um es noochmal so rum zu sagen:

Entweder, das Ding gibt mehr Strahlungsenergie ab als es Energie erhält (so wie du meinst), dann ist es ein Perpetuum Mobile erster Art.
Oder es gleicht den Unterschied aus, indem es Wärme aus der Umgebung abzieht (wie Rattensohn offenbar meint), dann ist es eben ein Perpetuum Mobile zweiter Art.

Und dein Stück Metall gibt sicher nicht mehr Strahlungsenergie ab, als es Energie durch deinen Schweißbrenner erhält.