In de afgelopen decennia is ultraviolette (UV) desinfectie een aantrekkelijke technologie geworden in de wereldwijde waterbehandelingsindustrie als gevolg van dalingen in de kosten van UV-apparatuur en toegenomen zorgen over chemische desinfectie. Hoewel bij UV-desinfectie doorgaans gebruik wordt gemaakt van een conventionele kwikdamplamp, staat er een relatief nieuwe technologie klaar om die lamp tot het verleden te maken: de UV-C light-emitting diode (LED). De UV-C LED werkt in het zogenaamde C-bereik van het UV-spectrum, met een golflengte van 100 tot 280 nanometer. In dit bereik heeft UV-licht kiemdodende eigenschappen, waardoor het ideaal is voor waterdesinfectie.
Licht werpen op de voordelen van UV-C LED's
LED's, die op halfgeleiders gebaseerde lichtbronnen zijn, zijn sinds de jaren zestig in de handel verkrijgbaar, maar het duurde tot 2012 voordat UV-C-LED's algemeen beschikbaar kwamen voor waterdesinfectie. UV-C-LED's hebben een veel andere materiaalstructuur dan de meer bekende zichtbaar-licht-LED's en zijn veel moeilijker te fabriceren in massahoeveelheden.
In vergelijking met kwikdamplampen bieden UV-C-leds een aantal voordelen, waaronder een lager energieverbruik, waardoor ze veiliger in gebruik zijn. Een ander belangrijk voordeel is dat UV-C-LED's in extreem kleine afmetingen kunnen worden gemaakt, waardoor draagbare desinfectiesystemen kunnen worden vervaardigd - mogelijk compact genoeg om in een waterleiding of kraan van een huis te passen, waardoor deze armaturen vrijwel zelfdesinfecterend zouden zijn.
Bovendien hebben UV-C-LED's onmiddellijke aan/uit-mogelijkheden, terwijl kwikdamplampen tot tien minuten nodig hebben om op te warmen tot het noodzakelijke niveau van desinfectie-intensiteit. Om deze lange opwarmperiodes te vermijden, blijven desinfectiesystemen op basis van kwikdamplampen vaak continu aan, wat leidt tot frequentere lampvervanging. Ook gebruiken UV-C-leds geen kwik, een milieugevaarlijke stof met hoge verwijderingskosten.
Nadelen van UV-C LED's
Ondanks hun talrijke voordelen hebben UV-C-leds verschillende nadelen, zoals hun hogere initiële kosten in vergelijking met kwikdamplampen. Thermisch beheer is een ander groot probleemgebied voor UV-C-leds. Aangezien slechts ongeveer 5% van hun vermogen wordt omgezet in licht, wordt de resterende 95% warmte die snel van de printplaat moet worden verwijderd voordat de warmtegevoelige LED-chip uitvalt. Relatief dure materialen, waaronder nanokeramiek en aluminiumnitride, moeten op de printplaat worden gebruikt om de nodige thermische geleidbaarheid te bieden, en zelfs sommige van deze materialen hebben prestatiebeperkingen (zoals broosheid).
