Klimaanlagen: Kühlen ohne Strom

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Klimaanlagen: Kühlen ohne Strom

Gebäude kühlen ohne Stromverbrauch – wie das geht, wissen Forscher aus Saudi-Arabien und den USA. Sie  haben eine neue Technik zur passiven Gebäudekühlung entwickelt, die ohne Elektrizität auskommt. Laut ihren Erfindern soll sie deutlich ökologischer und kostengünstiger als herkömmliche Klimaanlagen sein.  

Klimaanlagen
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Problematisch: Traditionelle Klimaanlagen sind Stromfresser und wenig ökologisch.

Möglich macht die Öko-Kühlung eine spezielle Beschichtung aus Aluminium und Polydimethylsiloxan (PDMS). Sie absorbiert bestimmte Wellenlängen der wärmetragenden Infrarotstrahlung und sorgt aur diese Weise 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“, erklärt Jian-Wei Liang vom „Photonics Laboratory“ der König-Abdullah-Universität für Wissenschaft und Technologie (KAUST). „Diese Eigenschaften machen es zu einem idealen Material für eine passive radiative Kühlung." 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“, so Liang.

Zwar gebe es bereits heute schon mehrere Entwicklungen wie etwa photonische Filme, die aus verschiedenen Schichten bestehen, und eine effiziente Temperaturregelung von Gebäuden ermöglichten. „Meistens ist das aber sehr kompliziert und teuer“, erklärt der Wissenschaftler. Die im Team mit Kollegen der „State University of New York“ (SUNY) und der Universität von Wisconsin entwickelte Beschichtung sei hingegen viel kostengünstiger und umweltfreundlicher. „Ausserdem lässt sie sich sehr leicht in grossem Maßstab herstellen.“

"Signifikanter Kühleffekt"

Zur Herstellung ihres Kühlmaterials haben die Liang und seine Kollegen 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. Danach kommt die gesamte Struktur 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“, weiss 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. (mai/mgt)