Erstaunlich hoch ist weltweit betrachtet der Energieverbrauch von Gebäuden. Er liegt bei ca. 40 Prozent und davon wieder die Hälfte wird für Heizung und Kühlung verwendet. Entscheidend dabei ist die Schnittstelle zwischen Innen- und Außenraum, die Fenster, wobei je nach Art der Architektur 20 bis 40 Prozent Energieverlust anfallen. Es liegt also auf der Hand, dass es sinnvoll ist hier an der Minimierung des Verbrauchs zu forschen. Das Problem für die Wissenschaftler: weder soll das einfallende Licht minimiert, noch die Ästhetik gestört werden.
Fenster mit Nanodrahtstruktur
Einem Forschungsteam der Nanjing Universität für Luft- und Raumfahrt ist die Konstruktion eines dualband-elektrochromen Fensters gelungen, mit dem die Menge des sichtbaren, einfallenden Lichts und der Infrarotstrahlung kontrolliert werden kann. Licht- und Wärmemenge zu steuern bedeutet, dass so der Heiz- und Kühlbedarf und somit der Energiebedarf stark reduziert werden kann.
Möglich wird das durch eine W18O49-Nanodrahtstruktur, die eine präzise Steuerung der optischen Modulation ermöglicht, wobei die Modulationsbereiche sowohl bei sichtbarem Licht (73,1 %) als auch bei Infrarotlicht (85,3 %) hoch und die Kapazitätsverluste auch nach 10.000 Zyklen minimal (3,3 %) sind. Die Energierückgewinnungseffizienz beträgt 51,4 %. Die Methode ist darüber hinaus für unterschiedliche Klimazonen optimierbar und nicht von der Fenstergröße abhängig. Was noch zu lösen ist, sind Probleme in der Materialstabilität, der Massenproduktion und die Kosteneffizienz. Ist das geschafft, steht der Marktreife nichts mehr im Weg.
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Bild: Amel Majanovic auf Unsplash
