Passive Kühlfolie ersetzt Klimaanlage

Kategorie(n): Werkstoffe | Lebenswegphase(n): Nutzung

Um Objekte wie Wohnhäuser und Lagerhallen zu kühlen, werden in der Regel Klimaanlagen benutzt. Diese reduzieren die Temperatur zwar in einem abgegrenzten Raum, geben dafür aber Wärme in die Umgebung ab, was letztendlich kontraproduktiv ist. Passive Strahlungskühlung wäre eine Lösung völlig ohne Energieverbrauch, die bisher an geeigneten Materialien scheiterte. Wissenschaftler der Universität von Colorado in den USA stellten nun eine Folie vor, die trotz einer intensiven Sonneneinstrahlung von 900 Watt pro Quadratmeter unterhalb der Folie eine Kühlleistung von 93 Watt pro Quadratmeter erzielt. Mit elf Quadratmetern Folie ließe sich also der gleiche Effekt erzielen, wie mit einer Klimaanlage mit einem Kilowatt elektrischer Kühlleistung.

Die nur 50 Mikrometer dünne Folie selbst besteht aus dem Kunststoff Polymethylpenten, der für Sonnenlicht transparent ist. Auf ihrer Rückseite ist sie mit einer 200 Nanometer dünnen Schicht Silber bedampft, die 96 Prozent des auftreffenden Sonnenlichts reflektiert. Das verhindert eine Erhitzung, bewirkt aber noch keine Kühlung. Dafür werden in den Kunststoff zufällig verteilte Mikrokügelchen aus Siliziumoxid eingebracht, deren Durchmesser mit 4 Mikrometern so bestimmt ist, dass quantenmechanische, optisch-mechanische Wechselwirkungen in den Molekülen stattfinden. Dadurch steigt der Emissionsgrad der Folie im Infrarotbereich auf 93 Prozent - abgestrahlt wird also gerade der Teil des Lichtspektrums, der als Wärme empfunden wird. In diesem Wellenlängenbereich liegt auch das sogenannte Infrarotfenster der Atmosphäre, so dass diese Strahlung nicht in der Atmosphäre absorbiert wird, sondern in den Weltraum entweicht und es somit keine Aufwärmung der Erdatmosphäre gibt.

Die speziell präparierte Folie lässt sich einfach und preiswert herstellen. Im Rahmen der Laborexperimente wurden bereits hunderte Quadratmeter mit 300 Millimeter Breite produziert, mit einem Output von fünf Metern pro Minute.


Quelle(n):

Deutsche Physikalische Gesellschaft

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