Wissenschaftler des National Renewable Energy Laboratoy haben thermochrome Fenster mit zusätzlicher Stromerzeugung entwickelt. Sie haben dazu eine Schicht aus Perovskiten zwischen zwei Glasscheiben eingelegt und Dampf injiziert. Der Dampf löst eine Reaktion aus, die dazu führt, dass sich die Perowskite in verschiedenen Formen anordnen. Das Spektrum reicht von einer Kette über Platten bis hin zu Würfeln.
Die Form bedingt die Farbe
Der Vorteil der Halbleiterschicht: Die Perowskite können farblich an die Kundenwünsche angepasst werden. Diese hängt von deren Anordnung innerhalb der Fenster ab. Eine würfelförmige Anordnung ergibt eine andere Farbe als beispielsweise eine kettenförmige Anordnung. Diese ändert sich mit der jeweiligen Luftfeuchtigkeit, der die Perowskite ausgesetzt sind. Diese ändert sich wiederum mit der Temperatur des injizierten Dampfes. Sinkt die Temperatur, sinkt auch die Luftfeuchtigkeit innerhalb der Glasscheiben und die die Perowskite kehren in ihren transparenten Ausgangszustand zurück.
Fenster werden früher aktiv
Zudem werden die Fenster jetzt schon bei niedrigeren Temperaturen aktiv. So konnten die bisherigen thermochromen solaren Fenster nur zwischen transparent und einem rot-bräunlichen Farbton wechseln. Sie brauchten dafür Glastemperaturen zwischen 65 und fast 80 Grad Celsius. Jetzt sind mehr Farben möglich und der Farbwechsel setzt schon bei Temperaturen zwischen 35 und 46 Grad Celsius ein. „Dies erhöht die Designflexibilität zur Verbesserung der Energieeffizienz sowie die Kontrolle über die Gebäudeästhetik, was sowohl für Architekten als auch für Endbenutzer äußerst wünschenswert ist“, betonen die Forscher des NREL. Dazu kommt noch, dass die Forscher die Zeitdauer für den Farbwechsel von vorher drei Minuten auf etwa sieben Sekunden reduziert haben.
Kommerzialisierung geplant
Als nächsten Schritt planen die Forscher des NREL die Kommerzialisierung der Technologie. „Wir können innerhalb eines Jahres eine Prototypen mit der Technologie entwickeln“, sagt Bryan Rosales, der maßgeblich an der Entwicklung beteiligt war. Zudem sollen die Fenster noch weiter verbessert und erforscht werden. So wollen die Wissenschaftler noch herausfinden, wie oft die Perowskite in die stromerzeugende und wieder zurück in die transparente Form umgewandelt werden können. Außerdem steht die Steigerung des Wirkungsgrads noch auf der Liste der Forschungsthemen. (su)
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