Smarte Fenster lassen Sommerhitze draußen

Dynamische Abschirmung von Infrarotlicht möglich.

Fenster der Zukunft lassen im Sommer das Sonnenlicht durchgehen, ohne dabei die Innenräume zu erwärmen, während dieser Effekt im Winter „weggeschaltet“ werden kann, kündigen US-Forscher an.

„Wir haben eine Beschichtung für Fenster entwickelt, bei der eine dünne Schicht von Nanokristallen das sichtbare Licht durchlässt, das Licht nahe der Infrarotgrenze jedoch dynamisch schaltbar abschirmt“, wird Delia Milliron vom Berkely Lab auf „New Scientist“ zitiert.

Schalter steuert Wärmedurchlass

Das Team um Millirom beschichtete Fenster mit Indiumzinnoxid, das in Form von Nanokristallen synthetisiert war. Die Kristalle eignen sich dafür gut, da sie in Flüssigkeiten und Lösungsmitteln dispergieren. Entscheidend ist jedoch auch die Fähigkeit dieses Materials, bei Anlegen einer Spannung von wenigen Volt seine Durchlässigkeit zu verändern. Geschieht dies, verändert sich die Konzentration der Elektronen in den Nanokristallen – und gleichzeitig auch die Menge des absorbierten Infrarotlichtes.

Leitfähigkeit und Material als Hemmschuh

Das Forschungsfeld „Smart Windows“ ist längst in der Praxis angekommen, wie Dieter Sporn vom Würzburger Fraunhofer-Institut für Silicatforschung gegenüber pressetext darlegt.

„Die Technik ist bereits verfügbar, muss jedoch perfektioniert werden. Probleme bereitet bisher vor allem der Versuch, eine ausreichende Leitfähigkeit auf großen Fensterflächen zu erreichen.“

Auch das Material stellt bisher einen Hemmfaktor dar, denn wenn auch Indiumzinnoxid flink leitet, ist Indium weltweit längst eine knappe Ressource. Darf das Schalten mehrere Minuten in Anspruch nehmen, so sind etwa fluordotiertes Zinnoxid oder Wolframoxid gangbare Alternativen.

Frage des Energiepreises

Jede Form braucht jedoch Maßnahmen, um die entstehende Absorptionshitze auf den Rahmen abzuleiten, betont Sporn. „Die Fenster heizen sich dabei bis zu 80 Grad auf. Sie bringen jedoch wesentliche Vorteile: Sobald das einfallende Tageslicht auf bloß 15 Prozent reduziert wird, kann dies eine Klimaanlage ersetzen.“

Großbauten mit viel Glasfläche wie etwa öffentliche Gebäude oder Banken können von Smart Windows am meisten profitieren, urteilt der Fachexperte.

„Selbst für Privatbauten ist die heutige Technik bereits ausgereift und erreicht eine Haltbarkeit von bis zu 60.000 Schaltzyklen. Der Energiepreis ist derzeit noch zu niedrig, doch künftig könnte sich eine Anschaffung auch finanziell rentieren.“

Quelle

pressetext 2012Johannes Pernsteiner 2012