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 der Wissenschaft – BMH 3/2024 Klimakrise

Starkregen, Hitzewellen, Wirbelstürme – an Extremwetterereignissen wird die drohende Klimakatastrophe für jeden sichtbar. Die Schuldigen hierfür sind schnell ausgemacht: wir alle. Mit Hilfe der Attributionsforschung lässt sich inzwischen statistisch sehr präzise berechnen, inwieweit ein einzelnes Ereignis dem menschengemachten Klimawandel zuzuordnen ist. »Klimakrise« erklärt, welche Phänomene zum Extremwetter beitragen, was zum Klimaschutz unternommen wird und welche Technologien hierzu eingesetzt werden können. So ist der Wasserverlust in Deutschland nicht nur eine Folge klimatischer Einflüsse, sondern auch des schlechten Wassermanagements. Erfolgreiche Projekte zeigen, wie ein besserer Umgang mit Wasser funktionieren kann. Um die Klimaziele zu erreichen, wagt die Bundesregierung einen neuen Anlauf zum Endlager für Kohlenstoffdioxid.

Spektrum - Die Woche – »Für die Energiewende brauchen wir mehr heimische Rohstoffe«

Die Energiewende stellt die deutsche Industrie vor Herausforderungen. Kritische Rohstoffe stammen überwiegend aus dem Ausland. Im Interview erklärt Industrieexpertin Anne Lauenroth Ansätze zur Verringerung dieser risikoreichen Abhängigkeiten. Außerdem in dieser »Woche«: Solidarität in Krisenzeiten

Spektrum - Die Woche – Wie die Guinness-Brauerei den t-Test erfand

Wer hätte gedacht, dass eine Brauerei der Geburtsort für eine der wichtigsten mathematischen Methoden ist? Dem Guiness-Bier haben wir zu verdanken, dass Ergebnisse in der Wissenschaft als statistisch signifikant gewertet werden können. Außerdem in dieser »Woche«: Wie Rauchen das Immunsystem stört.

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.