Gebäudekühlung ohne Strom

Eine Beschichtung aus Aluminium und Polydimethylsiloxan kann gezielt Wärme absorbieren.

Forscher aus Saudi-Arabien und den USA haben eine neue Technik zur passiven Gebäudekühlung entwickelt, die ohne Elektrizität auskommen soll. Die Lösung wäre auch kostengünstig. Möglich wird sie durch eine spezielle Beschichtung aus Aluminium und Polydimethylsiloxan (PDMS), die bestimmte Wellenlängen der wärmetragenden Infrarotstrahlung absorbiere und somit für einen Abkühleffekt der Umgebung sorge, so die Forscher.

„PDMS ermöglicht eine sehr hohe Absorption im Bereich der Erdatmosphäre und eine sehr geringe Absorption von Wellenlängen im sichtbaren Spektrum von Sonnenstrahlen. Diese Eigenschaften machen es zu einem idealen Material für eine passive radiative Kühlung“, so Jian-Wei Liang vom Photonics Laboratory der König-Abdullah-Universität für Wissenschaft und Technologie (Kaust). Letztere sei in den vergangenen Jahren zunehmend zur vielversprechenden Alternative zu herkömmlichen Klimaanlagen geworden. „Das Interesse an solchen Ansätzen ist groß, weil hierfür kein Strom benötigt wird“, betont er.

Zwar gebe es auch heute schon mehrere Entwicklungen wie etwa photonische Filme, die aus verschiedenen Schichten bestehen, und eine effiziente Temperaturregelung von Gebäuden ermöglichen. „Meistens ist das aber sehr kompliziert und teuer“, erklärt Jian-Wei. Die im Team mit Kollegen der State University of New York (Suny) und der University of Wisconsin entwickelte Beschichtung sei hingegen kostengünstiger und umweltfreundlicher. „Außerdem lässt sie sich sehr leicht in großem Maßstab herstellen“, so der Kaust-Forscher.

Kühlung um 6,5 Grad

Zur Herstellung ihres Kühlmaterials haben die Wissenschaftler auf einen speziellen Prozess zurückgegriffen, bei dem die Oberfläche eines Aluminiumblechs zuerst mit einer dünnen Schicht aus PDMS-Harz überzogen wird, deren Dicke mit einer Messklinge kontrolliert wird. Anschließend kommt die gesamte Struktur dann in einen Ofen, wo sie zwei Stunden lang auf rund 60 Grad Celsius erhitzt wird. „Obwohl PDMS eigentlich eine geringe Absorbtionsrate bei Wellenlängen von Sonnenstrahlen aufweist, konnten wir bei zahlreichen Outdoor-Tests zeigen, dass sich damit ein signifikanter Kühleffekt in der naheliegenden Umgebung erzielen lässt. Das gilt insbesondere in eng besiedeltem städtischem Umfeld“, berichtet Jian-Weis Teamkollege Qiaoqiang Gan von der Suny. Während der Tageszeit lasse sich damit eine Temperaturreduktion von bis zu 6,5 Grad Celsius erreichen, fasst der Forscher das Ergebnis bisheriger Experimente zusammen. (BT/pte)

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