Gebäude ohne Strom kühlen

Das soll nicht nur deutlich umweltfreundlicher sein als Klimaanlagen, sondern auch verhältnismäßig kostengünstig. Möglich wird das durch eine spezielle Beschichtung aus Aluminium und Polydimethylsiloxan (PDMS), die bestimmte Wellenlängen der wärmetragenden Infrarotstrahlung absorbiert und somit für einen Abkühleffekt der Umgebung sorgt.

'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', sagt 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 viel kostengünstiger und umweltfreundlicher. 'Außerdem lässt sie sich sehr leicht in großem Maßstab herstellen', so der KAUST-Forscher.

Zur Herstellung ihres innovativen 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.

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