Kühlvorhang: Poröse Membran hält ohne Stromverbrauch jeden Raum kühl

Mario Stucki, Doktorand an der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich, hat eine Klimaanlage erfunden, die keinen Strom verbraucht. Sie besteht aus einer dreilagigen porösen Membran. In Gestalt eines Vorhangs hält sie Räume kühl, wichtig angesichts immer häufiger auftretender Extremwetterlagen mit hohen Temperaturen.

Es begann mit einer vagen Idee. „Wir dachten, es wäre interessant, gegensätzliche Funktionen in einem Material zu verbinden“, so Stucki. In einem seiner Versuche kombinierte er zwei Lagen von hydrophobem (wasserabstoßendem) Polyethuran mit einer mittleren Lage aus hydrophilem (wasseranziehendem) Polymer. Der Vorhang fühlt sich trocken an, obwohl die mittlere Schicht mit Wasser getränkt ist. Da die äußeren Membranen unzählige Löcher mit einem Durchmesser von einem Mikrometer (einem Tausendstel Millimeter) haben, entweicht nach und nach das Wasser aus der Innenschicht nach außen. Hier verdunstet es. Dazu verbraucht es Wärme, im Nahfeld wird es also kühler. Zudem steigt die Luftfeuchtigkeit an.

Wasser muss von Hand nachgefüllt werden

Konventionelle Luftbefeuchter arbeiten genauso, nur dass sie Strom verbrauchen. Stuckis System hingegen ist passiv. „Die Sonnenstrahlung, die durch ein Fenster auf den Vorhang fällt, liefert genug Energie für diese Art der Raumklimatisierung, so der Doktorand. Allerdings muss man von Hand regelmäßig Wasser nachfüllen. Es ginge auch mit einer Pumpe, die allerdings Strom verbrauchen würde, wenn auch weit weniger als ein konventioneller Luftbefeuchter.

Ein Kunststück war es, die äußeren Membranen mit winzigen Löchern zu überziehen. Stucki vermischte das Rohmaterial, aus dem die Membranen hergestellt werden sollten, mit winzigen Kalkpartikeln. Als die Kunststofffolie fertig war löste er sie mit Salz- oder Essigsäure auf. An ihrer Stelle befanden sich nun winzige Löcher.

Wärmeverbrauch ist größer als die Kraft einer Tropensonne

Bei einem Test stellte Stucki fest, dass sein Kühlvorhang bei einer Temperatur von 30 Grad Celsius und einer Luftfeuchtigkeit von 50 Prozent pro Tag zwischen 1,2 und zwei Liter Wasser pro Quadratmeter abgibt. Hochgerechnet auf ein würfelförmiges Gebäude mit einer Kantenlänge von zehn Metern und einem 80 Quadratmeter großen Kühlvorhang bedeutet das, das er bei einer Außentemperatur von 40 Grad und einer Innentemperatur von 30 Grad mehr Wärme verbraucht als durch die Sonne zugeführt wird – der Raum wird also kühler.

Zu lösen ist noch das Problem der Ansiedlung von Bakterien und Pilzen, denn die fühlen sich in der Kombination aus Wasser und äußerst wohl.

via ETH Zürich

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