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Nov 11, 2023

Wissenschaftler entwerfen eine farbenfrohe neue Farbe, die Ihre Stromrechnung senken könnte: ScienceAlert

Wissenschaftler der Stanford University haben eine neue Farbe entwickelt, die dazu beitragen könnte, unsere wachsende Abhängigkeit von Klimaanlagen und Heizungen zu verringern. Es ist in einer Reihe von Farben erhältlich, und wenn es richtig verwendet wird, könnte es das auch tun

Wissenschaftler der Stanford University haben eine neue Farbe entwickelt, die dazu beitragen könnte, unsere wachsende Abhängigkeit von Klimaanlagen und Heizungen zu verringern.

Es ist in einer Vielzahl von Farben erhältlich und kann bei richtiger Anwendung die Stromrechnungen und Emissionen erheblich senken.

Die Farbe ist in der Lage, bis zu 80 Prozent des mittleren Infrarotlichts der Sonne zu reflektieren, was zehnmal mehr Reflexion ist als herkömmliche Farbfarben.

Licht im mittleren Infrarotbereich wird normalerweise als Wärme von Gebäudeoberflächen absorbiert. Wenn die Farbe an der Außenseite eines Gebäudes verwendet wird, hält sie die Wärme draußen, während sie im Inneren eines Gebäudes verwendet werden kann, um die Wärme drinnen zu halten.

Daher bieten die Entwickler der Farbe nach eigenen Angaben eine „ganzjährig energiesparende Lösung“, die in verschiedenen Klimazonen eingesetzt werden kann.

Bei Tests unter künstlich warmen Bedingungen reduzierte die Farbe den Energiebedarf zur Kühlung des geschlossenen Raums um fast 21 Prozent. Unter künstlichen Kältebedingungen getestet, reduzierte es den Energiebedarf zum Heizen des Raums um 36 Prozent.

Forscher schätzen, dass die Farbe im gesamten Gebäude 7,4 Prozent der Energie einsparen könnte, die zum Heizen, Lüften oder Kühlen eines mittelgroßen Wohnhauses benötigt wird.

Das ist keine geringe Menge, insbesondere wenn man bedenkt, dass Gebäude in den USA etwa 40 Prozent des gesamten Energieverbrauchs des Landes ausmachen, und ein großer Teil davon entfällt auf Heizung, Lüftung und Klimatisierung.

Überall auf der Welt werden Temperaturextreme durch den Klimawandel immer schwerwiegender und häufiger, und in vielen Fällen sind Klimaanlagen nach wie vor unser wichtigstes Mittel, um der Hitze zu trotzen.

Einige Schätzungen gehen davon aus, dass Klimaanlagen bis 2050 in zwei Drittel aller Haushalte weltweit Einzug halten werden. Obwohl diese Geräte zweifellos Leben retten können, sind sie nicht die billigste oder umweltfreundlichste Art, Gebäude zu kühlen, was zu Kohlenstoffemissionen und Luftverschmutzung beiträgt und somit Leben gefährdet.

Andere Farben und Glasuren tragen dazu bei, Licht im mittleren Infrarotbereich zu reflektieren, aber diese neue Version von Stanford ist nicht nur reines Weiß oder Silber. Zu den verschiedenen Farben gehören Weiß, Blau, Rot, Gelb, Grün, Orange, Lila und Dunkelgrau.

Dieser Regenbogen ist möglich, weil die neue Farbe aus zwei Schichten besteht, die nacheinander aufgetragen werden. Die erste ist die reflektierende Unterschicht, die silberne Aluminiumflocken enthält. Die zweite ist eine infrarottransparente Deckschicht, die bunte anorganische Nanopartikel enthält.

Dieses doppelschichtige Design wurde bereits früher entwickelt, um andere Wellenlängen des Infrarotlichts zu reflektieren. Daher ist es nicht ganz einzigartig, obwohl es recht effektiv zu sein scheint.

„Die Vielseitigkeit der Farbe“, schreiben die Autoren, „zusammen mit ihrer Anwendbarkeit auf verschiedene Oberflächen unterschiedlicher Formen und Materialien machen die Farben in einer Reihe von Szenarien äußerst nützlich.“

Bei der Verwendung an der Außenseite eines Gebäudes dringt Infrarotlicht der Sonne durch die obere Farbschicht und wird von der spiegelähnlichen unteren Schicht reflektiert. Auf diese Weise wird die Sonnenwärme nicht vom Gebäude absorbiert.

Noch besser: Beide Schichten sind wasserabweisend und funktionieren in feuchten und heißen Umgebungen.

„Sowohl bei der Heizung als auch bei der Klimatisierung müssen wir weltweit Energie und Emissionen reduzieren, um unsere Null-Emissions-Ziele zu erreichen“, sagt der Materialwissenschaftler Yi Cui aus Stanford.

„Der Frage, wie der Wärmeaustausch zwischen menschlichen Wohn- und Arbeitsräumen und ihrer Umgebung reduziert werden kann, wird immer mehr Aufmerksamkeit gewidmet, und neue Materialien für eine verbesserte Isolierung – wie Folien mit niedrigem Emissionsgrad für Fenster – sind gefragt.“

Das Team verfeinert seine Technologie weiter und hofft, den Lack in Zukunft kommerziell vermarkten zu können.

Die Studie wurde in PNAS veröffentlicht.