Scheibe schützt vor Wärme und erzeugt Strom

Wärmeschutzscheiben in verschiedenen Farben.

Bild: Dennis Schroeder, nrel.gov

Fensterscheiben der Zukunft halten im Sommer die Wärme draußen und produzieren nebenbei Strom. Den Grundstein für diese Innovation haben Forscher am National Renewable Energy Laboratory http://energy.gov des US-Energieministeriums (NREL) gelegt. "Thermochrome Photovoltaik" nennen die Experten diesen Zweig der angewandten Physik.

Funktion bei 35 bis 46 Grad

Sobald sich das Glas erwärmt, ändert es seine Farbe, sodass Infrarotstrahlen abprallen. Die Farbänderung aktiviert zudem eine Solarzelle auf Basis eines dünnen Films aus dem künstlich erzeugten Mineral Perowskit, das zu den aussichtsreichsten Kandidaten für rekordverdächtige Solarzellen zählt. Das Solarfenster der ersten Generation wechselte zwischen Transparenz und rotbraun Temperaturen, wenn das Glas eine Temperatur zwischen 65 und 80 Grad Celsius erreichte. Die neueste Version bietet eine breite Auswahl an Farben und arbeitet bei 35 bis 46 Grad Celsius. Die Änderung der Werkstoffe führt auch zur schnelleren Reaktion auf Erwärmung. Brauchte es bei den ersten Scheiben noch drei Minuten, ehe sie die infrarotabweisende Farbe angenommen hatten und mit der Stromerzeugung begannen, sind es heute nur noch sieben Sekunden.

Bryan Rosales, Postdoc an NREL, und seine Mitarbeiter bauten ein Sandwich aus zwei Glasscheiben und einem dünnen innenliegenden Perowskit-Film. In den Zwischenraum injizierten sie Dampf, der die Perowskit-Kristalle in unterschiedliche Formen zwang - sie bildeten Ketten, Würfel oder kleine Scheibchen, je nachdem, wie hoch die relative Luftfeuchtigkeit war. Sie hängt von der Temperatur des Zwischenraums ab. Warme Luft nimmt mehr Feuchtigkeit auf als kalte. Die Farbe hängt vom Mischungsverhältnis der Formen ab.

Quelle: www.pressetext.com/Wolfgang Kempkens