Passive Strahlungskühlung

Mit dem weißesten Weiß gegen den Klimawandel

Von Manfred Lindinger
29.04.2021
, 13:46
Eine Farbe reflektiert 98 Prozent des einfallenden Sonnenlichts. Würde man damit alle Hausdächer streichen, könnte man Wohnungen kühlen und sogar dem Klimawandel entgegenwirken.

Vor einigen Jahren sorgte Steven Chu, amerikanischer Physik-Nobelpreisträger und ehemaliger Energieminister unter Barack Obama, für Aufsehen, als er forderte, alle Dächer weiß zu streichen, um so dem Klimawandel entgegenzuwirken. Der Vorschlag ist gar nicht so abwegig, wie er auf den ersten Blick scheint. Denn weiße Flächen reflektieren bekanntlich große Teile des Sonnenspektrums zurück ins All, die von dunkleren Flächen absorbiert werden und für eine Erwärmung sorgen. Mit weißen Dächern ließe sich, so die Vorstellung, eine Abkühlung von Innenräumen erreichen.

Inzwischen nimmt man Chus Idee ernst, und zahlreiche Forschergruppen arbeiten an solchen Oberflächen. Jetzt haben Wissenschaftler von der Purdue University in West Lafayette eine Anstrichfarbe entwickelt, die 98,1 Prozent des einfallenden Sonnenlichts reflektiert. Ein Rekord unter hochreflektierenden Pigmenten. Xiulin Ruan und seine Kollegen bezeichnen ihr Material deshalb auch als weißestes Weiß.

Wie die Wissenschaftler in der Zeitschrift „Applied Materials & Interfaces“ schreiben, besteht ihre Farbe im Wesentlichen aus Bariumsulfat-Partikeln von unterschiedlicher Form und Größe. Seit langem wird Bariumsulfat als Weißpigment genutzt und ist für seine hohe Reflektivität (90 Prozent) bekannt. Mit Bariumsulfat-Partikeln, deren Größe zwischen 530 und 270 Nanometern variiert, gelang es den Forschern, das Reflexionsvermögen zu erhöhen. Die Acrylfarbe wirft nun auch effizient den Infrarotanteil des Sonnenspektrums zurück.

Anstrichfarbe könnte Klimaanlagen ersetzen

Anders als klassische weiße Anstrichfarbe hat die Farbe aus West Lafayette eine kühlende Wirkung. Messungen im Freien hätten nach Aussagen der Forscher gezeigt, dass sich damit beschichtete Oberflächen in der Mittagssonne um bis zu vier Grad gegenüber der Umgebung abkühlten. In der Nacht seien es bis zu 10,5 Grad gewesen. Sogar im Winter bei einer Außentemperatur von sechs Grad gebe es einen messbaren Kühleffekt, so die Forscher. Würde man ein 90 Quadratmeter großes Dach mit dem Anstrich versehen, erzielte man eine Kühlleistung von zehn Kilowatt, was etwa der Kühlleistung einer herkömmlichen Klimaanlage entsprechen würde, schreiben die Forscher weiter.

Auch andere Gruppen nutzen den Effekt der passiven Strahlungskühlung. Forscher von der University of Colorado in Boulder etwa haben eine Folie aus einer dünnen transparenten Polymerschicht gefertigt, die mit mikroskopisch kleinen Glaskügelchen versetzt ist. Eine auf der Rückseite aufgebrachte Silberschicht wirft das einfallende Sonnenlicht fast vollständig zurück. Eine poröse Kunststoffbeschichtung, die sich wie Anstrichfarbe auf Metalle oder Holz großflächig auftragen lässt, nutzen Forscher von der Columbia University. Die weiße Farbe von Ruan und seinen Kollegen dürfte sich am einfachsten handhaben lassen.

In Frage kommen dürften alle diese Maßnahmen vor allem aber in Ländern mit hoher Sonneneinstrahlung, in denen die Luftfeuchtigkeit nicht zu hoch und der Himmel oft klar ist. Nur dann kann die Infrarotstrahlung ungehindert ins All entweichen. Ob sich damit die durch den Klimawandel verursachte Erderwärmung tatsächlich abmildern lässt, muss in größeren Pilotprojekten noch demonstriert werden.

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Quelle: F.A.Z.
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Manfred Lindinger
Redakteur im Ressort „Natur und Wissenschaft“.
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