Neue Farben können Gebäude heizen und kühlen und so den Energieverbrauch senken

Yucan Peng/Stanford

Mit der Anmeldung stimmen Sie unseren Nutzungsbedingungen und Richtlinien zu. Sie können sich jederzeit abmelden.

Wissenschaftler der Stanford University haben eine neue Art von Farbe entwickelt, die Häuser und andere Gebäude im Sommer kühlen und im Winter erwärmen kann, was zu geringeren Energiekosten und weniger CO2-Emissionen führt.

Dies geht aus einer letzte Woche veröffentlichten Stellungnahme der Institution hervor.

Versuche mit der Erfindung ergaben, dass der Energieverbrauch zum Heizen um etwa 36 Prozent und der zum Kühlen um 21 Prozent reduziert wurde. Darüber hinaus sank der Gesamtenergieverbrauch der Gebäude im Jahresverlauf um 7,4 Prozent. Dies ist besonders nützlich, da der Klimawandel zu extremen Wetterbedingungen führt.

„Es wird prognostiziert, dass Energie und Emissionen aus der Heizung aufgrund von Energieeffizienzgewinnen weiter sinken werden, aber der Einsatz von Klimaanlagen nimmt zu, insbesondere in Entwicklungsländern in einer sich erwärmenden Welt“, sagte der leitende Autor der Studie, Yi Cui, Professor für Materialwissenschaft und -technik , für Energiewissenschaft und -technik sowie für Photonenwissenschaft am SLAC National Accelerator Laboratory.

„Sowohl bei der Heizung als auch bei der Klimatisierung müssen wir weltweit Energie und Emissionen reduzieren, um unsere Null-Emissions-Ziele zu erreichen“, sagte Cui, der das Precourt Institute for Energy und den Sustainability Accelerator leitet, beide innerhalb der Stanford Doerr School of Sustainability.

„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.“

Dies ist nicht die erste Farbe, die Kühlung und Erwärmung ermöglicht, aber aktuelle Optionen sind normalerweise in einer metallischen Silber- oder Graufarbe erhältlich, was ihre Anwendungsmöglichkeiten einschränkt. Die neu erfundenen Farben sind in einer breiten Palette an matten Farben erhältlich, die auf ästhetisch ansprechende Weise auf Gebäude aufgetragen werden können.

Die Forscher testeten ihre Farben in acht Farben: Weiß, Blau, Rot, Gelb, Grün, Orange, Lila und Dunkelgrau. Die Ergebnisse zeigten, dass sie bei der Reflexion von Licht im hohen mittleren Infrarotbereich zehnmal besser waren als herkömmliche Farben in den gleichen Farben.

Besser noch: Die Farben sind nicht für den Baubereich bestimmt und können auf eine Vielzahl von Objekten aufgetragen werden, um sowohl deren Kühl- als auch Heizeigenschaften zu verbessern.

„Beide Schichten können auf verschiedene Oberflächen verschiedener Formen und Materialien aufgesprüht werden und bieten in vielen verschiedenen Situationen eine zusätzliche Wärmebarriere“, sagte Yucan Peng, Co-Hauptautorin der Studie, die 2020 in Stanford in Materialwissenschaften promovierte und es ist jetzt Postdoktorand am Geballe Laboratory for Advanced Materials in Stanford.

Die Farben sind außerdem wasserabweisend und daher ideal für feuchte Umgebungen. Darüber hinaus können alle mit den Farben beschichteten Oberflächen problemlos mit einem feuchten Tuch oder einer Wasserspülung gereinigt werden.

Weitere Experimente ergaben außerdem, dass sich die Leistung und Ästhetik der Farben nicht veränderte, nachdem sie eine Woche lang hohen Temperaturen (176 Grad Fahrenheit), niedrigen Temperaturen (-320,5 Grad Fahrenheit) sowie stark sauren und schwach sauren Umgebungen ausgesetzt waren.

„Unser Team arbeitet weiterhin daran, die Farbformulierungen für praktische Anwendungen zu verfeinern“, sagte der andere Co-Hauptautor der Studie, Jian-Cheng Lai, ein Postdoktorand unter der Leitung von Zhenan Bao, Professor für Chemieingenieurwesen.

„Zum Beispiel wären wasserbasierte Lösungen umweltfreundlicher als die von uns verwendeten organischen Lösungsmittel. Das könnte die Kommerzialisierung der Farben erleichtern.“