Fenster als Solarheizung: Nanoantennen absorbieren viel Licht und reduzieren Energiekosten

Ein Forscherteam von Universitäten aus Schweden, China, dem Iran und den USA hat einen Weg gefunden, um Fensterscheiben in eine solarbetriebene Heizung zu verwandeln. Das Konzept basiert 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.

Alexandre Dmitriev vom Department of Physics der Universität Göteborg und sein Team haben eine überraschend einfache, kostengünstige und effiziente Methode entwickelt, um herkömmliche Fensterscheiben aus Glas in solarbetriebene Hitzestrahler umzufunktionieren. 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.

Es gibt aber auch abseits von Fensterscheiben viele sinnvolle Anwendungsmöglichkeiten. Die Nanostrukturen, die verwendet werden, sind modular nutzbar, lassen sich auf den unterschiedlichsten Oberflächen anbringen und können so eingestellt werden, dass sie Licht mit verschiedenen Wellenlängen absorbieren. Im Grunde könnte das überall dort nützlich sein, wo man großen Wert auf bestimmte thermische Eigenschaften legt, etwa bei der Isolation von radioaktiven Kühlsystemen.

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. Um diesen Wärmeverlust auszugleichen, muss die Heizung konstant stärker eingestellt werden. Mithilfe der 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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