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Forscher verwandeln Fenster in Solarheizung

02.11.2017  — Online-Redaktion Verlag Dashöfer.  Quelle: pressetext.

Ein Forscherteam von Universitäten aus Schweden, China, dem Iran und den USA hat einen Weg gefunden, um Fensterscheiben in eine solarbetriebene Heizung zu verwandeln. Wie die Experten in "Nano Letters" berichten, basiert das Konzept auf winzigen Nanoantennen, die aufgrund ihrer Eigenschaften besonders viel Licht absorbieren.

Werden diese auf Glas aufgetragen, können sie dessen Temperatur um bis zu zehn Grad Celsius anheben. Fenster werden dadurch zu Solaroberflächen, die die Energiekosten eines Haushalts in Zukunft drastisch reduzieren sollen.

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Einfach, kostengünstig, effizient

"Wir haben eine überraschend einfache, kostengünstige und effiziente Methode entwickelt, um herkömmliche Fensterscheiben aus Glas in solarbetriebene Hitzestrahler umzufunktionieren", erklärt Alexandre Dmitriev vom Department of Physics der Universität Göteborg. Obwohl es sich noch um Grundlagenforschung handelt, könnte die neue Technologie in der Praxis Verwendung finden. "Damit lässt sich der Temperaturlevel von Wohn- und Arbeitsumgebungen signifikant verändern. Man muss sich nur einmal überlegen, wie viele Glasflächen heute in der modernen Architektur eingesetzt werden", meint Dmitriev.

Es gebe aber auch abseits von Fensterscheiben viele sinnvolle Anwendungsmöglichkeiten. "Die Nanostrukturen, die wir verwenden, sind modular nutzbar, lassen sich auf den unterschiedlichsten Oberflächen anbringen und können so eingestellt werden, dass sie Licht mit verschiedenen Wellenlängen absorbieren", erläutert der Forscher. All diese Vorteile würden ihnen ein breites Anwendungsgebiet eröffnen. "Im Grunde könnte das überall dort nützlich sein, wo man großen Wert auf bestimmte thermische Eigenschaften legt, etwa bei der Isolation von radioaktiven Kühlsystemen", betont Dmitriev.

Kalte Fenster erhöhen Heizkosten

Die Basis des neuen Konzepts bilden winzige Nanoantennen, die aus mehreren Schichten von Nickel und Aluminiumoxid bestehen und sich in verschiedenen Anordnungen auf Glasflächen und anderen Materialien anbringen lassen. Durch Elektronenoszillation auf der Oberfläche dieser speziellen Strukturen, können die Antennen sehr viel Licht absorbieren, was wiederum dazu führt, dass sich die gesamte Glasfläche erhitzt.

"Kalte Fenster haben eine größere Auswirkung auf die Heizkosten als viele vielleicht annehmen. Wenn eine Person nämlich neben einem kalten Fenster sitzt, gibt sie ihre Körperwärme ab und das Fenster agiert wie ein Wärmeableiter", schildert Dmitriev. Um diesen Wärmeverlust auszugleichen, muss die Heizung konstant stärker eingestellt werden. "Mithilfe unserer neuen Fensteroberfläche kann die Temperatur des Glases um einige Grad angehoben werden, was zu einer großen Reduktion der Energiekosten führen kann."

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