Direkt zum Inhalt

Materialwissenschaft: Passiv kühlende Schichten

Systeme technisch zu kühlen, kostet viel Energie. Abhilfe könnte eine neue Beschichtung schaffen, die Forscher der Stanford University (USA) entwickelt haben: Mehrere Lagen aus Silizium- und Hafniumdioxid, die zusammen knapp zwei Mikrometer (millionstel Meter) dick sind, geben in der Summe mehr Wärme ab, als sie durch Absorption von Licht und Umgebungswärme aufnehmen.

Das Material reflektiert fast das gesamte einfallende Sonnenlicht und erhitzt sich deshalb kaum. Zudem setzt es einen Teil seiner Wärmeenergie in Form von Infrarotstrahlung frei. Normalerweise würde diese Strahlung die Umgebungsluft erwärmen und diese wiederum die Beschichtung, so dass sich die Temperaturen lediglich angleichen würden. Das Material emittiert die Wärmeenergie allerdings als besonders langwellige Infrarotstrahlung, die nicht mit der Umgebungsluft wechselwirkt, sondern stattdessen ungehindert die Atmosphäre passiert und in den Weltraum entweicht. Auf diese Weise nimmt es eine Temperatur an, die tatsächlich um bis zu fünf Grad unterhalb jener der Umgebung liegt.

Noch ist das Verfahren nicht so weit ausgereift, dass man damit ganze Gebäude kühlen könnte: Der Prototyp besitzt bislang nur die Größe eines Tellers. Zudem müsste die Beschichtung die Wärme aus dem Inneren des Hauses effizient aufnehmen und nach außen abstrahlen. Gelänge dies allerdings großflächig, ließe sich damit der weltweite Energieverbrauch beträchtlich reduzieren, gehen doch beispielsweise fast 15 Prozent des Stromverbrauchs in den USA auf die Nutzung von Klimaanlagen zurück.

Kennen Sie schon …

Spektrum Kompakt – Landwirtschaft im Wandel

Klimafreundliche Landwirtschaft hängt von vielen Aspekten ab. Neben Tierhaltung und Herbizideinsatz steht auch die Bodennutzung und -beschaffenheit im Fokus des Umbruchs. Doch auch elektronische Traktoren, Grüne Gentechnik, Paludikulturen und Regenwürmer sollen eine Rolle beim Umweltschutz spielen.

Spektrum - Die Woche – Wo Bäume mehr schaden als nützen

Drei Milliarden neue Bäume in der EU, zehn Milliarden in den USA, 70 Milliarden in China. Doch die ambitionierten Ziele für Aufforstungen könnten lokale Ökosysteme und Tierbestände gefährden. Außerdem in der aktuellen »Woche«: wieso der Hype um ultradünne Halbleitermaterialien berechtigt ist.

Spektrum der Wissenschaft – Klimawende für Energie und Industrie

»Klimawende für Energie und Industrie« zeigt auf, welche Anstrengungen unternommen werden müssen, um zahlreiche Industriesektoren auf Klimaneutralität umzustellen. Einerseits geht es dabei darum, woher die Energie in Zukunft kommen soll, wie sie gespeichert und genutzt wird, andererseits geht es aber auch darum, die Rohstoffe und die Produktionsmethoden insbesondere in den Branchen Stahl, Zement und Chemie anzupassen. Innovationen bei Techniken wie Wasserstoff, Wärmepumpen oder Kraftwerksbau können Lösungen bieten.

Schreiben Sie uns!

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

  • Quelle
Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.