Merken Drucken 31.08.2006, 19:19 Schriftgröße: A A A

Kühlender Sonnenschein

US-Forscher haben ein Material entwickelt, das aus Lichtenergie Kälte erzeugt. Als potenzielle Anwendungsgebiete gelten Flaschen oder Hauswände. von Ole Neugebauer

Solarkühlung als Prototyp - das fertige Produkt soll millimeterdünn werden

Sehr ärgerlich, wenn man mal wieder an einem heißen Strandtag vergisst, rechtzeitig die Wasserflasche aus der brennenden Sonne zu nehmen. Künftig könnte das Wasser aber selbst nach einem mehrstündigen Sonnenbad eiskalt aus der Flasche fließen - gekühlt mit Hilfe von Sonnenstrahlen.

Wissenschaftler des Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) im amerikanischen Troy entwickeln derzeit eine Technik, die Energie von der Sonne direkt in Kälte umwandelt. Dazu verknüpfen die Forscher Solarzellen und elektrisch betriebene Wärmepumpen zu einer komplexen Sandwichschicht, die angrenzende Oberflächen abkühlen kann. Noch ist diese Schicht mehrere Millimeter stark.

Der Prototyp der ABE (Active Building Envelope) genannten Technik steht in Form eines hohlen Würfels mit einem Meter Kantenlänge auf dem Institutsdach in Troy. An einer Würfelseite sind flächendeckend Solarzellen angebracht, die den Strom für die darunterliegende Schicht aus so genannten thermoelektrischen Wärmepumpen liefern.

Das Ziel sind Wärmepumpen im Nanometerbereich

Jede dieser Wärmepumpen besteht aus zwei Keramikplatten. Dazwischen befinden sich Halbleiterelemente, die abwechselnd Elektronen mit geringer und hoher Bewegungsenergie enthalten und durch Metallstreifen verbunden sind. Sobald Strom fließt, transportieren die im Halbleiter enthaltenen Elektronen Energie - auf der einen Seite der Schicht erwärmen sich die Metallstreifen, auf der anderen werden sie gekühlt. Wenn man die Stromrichtung umkehrt, tauschen kalte und warme Keramikschicht die Rollen - der Aufbau lässt sich theoretisch also zum Kühlen von Flächen ebenso nutzen wie zum Erwärmen.

Im nächsten Schritt wollen die Wissenschaftler die Solarkühlung auf unter einen Millimeter Dicke verkleinern. Damit könnten sie bereits Kälte spendende Beschichtungen herstellen, nicht nur für die Getränkeflasche am Strand. Am Ende der Entwicklung soll die gesamte Technik aus wenigen tausendstel Millimeter feinen Dünnschichtsolarzellen und Wärmepumpen im Nanometerbereich bestehen.

Die amerikanische National Science Foundation (NSF) unterstützt dieses Vorhaben mit 300.000 $. Hauptanwendung für die ABE-Technik sollen Häuserfassaden werden. Die Sonnenkühlung lässt sich allerdings nur schwer nachträglich auf eine Wand auftragen, deswegen können die Wissenschaftler ihre Erfindung nur bei Neubauten problemlos einsetzen.

"Dünne Schicht könnte man wie eine Glasur auftragen"

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