Aus der Forschung: Chamäleonartiges Baumaterial, das sich an die Außentemperatur anpassen lässt

(2.2.2023) Forscher an der Pritzker School of Molecular Engineering (PME) der University of Chicago haben ein elektrochromes Fassadenmaterial entwickelt, dessen Zustand abhängig von der Außentemperatur geändert werden kann, so dass es Wärmestrahlen im Winter absorbiert und im Sommer reflektiert. Konkret soll das Material an heißen Tagen bis zu 92% der einfallenden Infrarotstrahlen abweisen können - und an kälteren Tagen nur 7%.

Bild © Hsu Group 

Das von Forschungsleiter Po-Chun Hsu und seinen Kollegen in der Fachzeitschrift Nature Sustainability vorgestellte Material ist nicht brennbar und enthält eine Schicht, die zwei Zustände annehmen kann: Sie ist ...

• entweder wässrig und gibt Infrarotwärme ab (im Original: „watery solution that emits infrared“)
• oder festes Kupfer, welches die meiste Infrarotwärme zurückhält („solid copper that retains most infrared heat“).

Das Umschalten soll ohne Effektivitätsverlust mindestens 1.800 Mal funktionieren. Und werde das Material in den einen oder anderen Zustand überführt, behalte es diesen dann ohne weitere Energiezufuhr bei.

In einem durchschnittlichen kommerziellen Gebäude, so kalkulieren die Entwickler, würde der Stromverbrauch für die elektrochromen Veränderungen des Materials weniger als 0,2% des gesamten Stromverbrauchs des Gebäudes ausmachen. Zugleich könnten 8,4% des jährlichen Energieverbrauchs für die Klimaanlage des Gebäudes eingespart werden.

Bislang hat Hsus Gruppe nur kleine Stücke des Materials mit einem Durchmesser von etwa 6 cm hergestellt. Die Forscher können sich jedoch vorstellen, dass viele solcher Materialstücke wie Schindeln zu größeren Platten zusammengesetzt werden könnten. Auch sollen Planer hinsichtlich der Farbgebung flexibel sein können, denn die wässrige Phase sei so transparent, dass fast jede Farbe hinterlegt werden könnte.