Glas mit einstellbarer Lichtdurchlässigkeit
Mit Hilfe eines neuen Materials will ein US-Start-up Scheiben produzieren, die sich dimmen lassen.
Das am Lawrence Berkeley National Laboratory ansässige Start-up Heliotrope Technologies hat eine kostengünstige Glasmischung entwickelt, die selektiv sichtbares oder Infrarotlicht blockieren kann, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe. Fensterscheiben aus dem Material könnten dazu beitragen, Gebäude deutlich energieeffizienter zu machen.
Bereits jetzt existieren mehrere Wege, die Lichtdurchlässigkeit von Gläsern zu manipulieren: mittels Wärme in "thermochromen", elektrischer Energie in "elektrochromen" und Licht in "photochromen" Scheiben. Das US-Labor für erneuerbare Energien NREL schätzt, dass sich mit ihrer Hilfe der Gesamtstromverbrauch der USA um fünf Prozent senken ließe.
Das Heliotrope-Glas ist das erste, das die Durchlässigkeit von sichtbarem und Infrarotlicht unabhängig voneinander regelt. Das Glas kann also drei Zustände annehmen, in denen nur sichtbares, nur Infrarotes oder beide Lichtarten durchgelassen werden. Ein weiterer Vorteil: Hat man über eine Spannung die Phase eingestellt, kann man den Strom wieder abstellen – das Glas verbleibt in dem Zustand, bis man den nächsten Spannungsimpuls hindurchschickt.
Das Glas des Start-ups besteht aus Indium-Zinnoxid-Nanokristallen (ITN), die in ein Nioboxid-Glas eingebettet sind. Es dient als eine der beiden Elektrodenflächen in der Scheibe. Ein mäßige Spannung lädt die ITN-Kristalle auf, die daraufhin Infrarot-Photonen schlucken. Erhöht man die Spannung, wird das Nioboxid im Glas elektrochemisch reduziert, nimmt also Elektronen auf. Dies blockiert sichtbares Licht, die Scheibe tönt sich. Ein weiterer, wieder schwächerer Spannungspuls schaltet das Material wieder in seinen transparenten Zustand.
Die Arbeitsweise von elektrochromen Fenstern ähnelt der von Akkus. Zwischen zwei Schichten leitenden Glases befindet sich eine Elektrolytschicht. Je nachdem, wie die Ladungsträger sich durch Laden oder Entladen verteilen, ändert sich die Lichtdurchlässigkeit der Gläser.
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(bsc)
