Das Dach des Sydney Nanoscience Hub ist weiß. Nicht wie eine frisch gestrichene Wand: Es ist reinweiß. Ein Weiß, das Licht eher zu absorbieren als zu reflektieren scheint. Unter der australischen Sonne, die selbst im Winter unerbittlich brennt, bleibt die Oberfläche kalt. Kälter als die umgebende Luft. Viel kälter. Sechs Grad unter der Umgebungstemperatur, selbst wenn die Sonne am höchsten steht. Das ist keine Magie, sondern Physik. Und es ist nicht nur die Kühlung: Jeden Morgen bilden sich Tropfen auf den Versuchspaneelen. Tau. Kondenswasser aus der Luft. An guten Tagen etwa 390 Milliliter pro Quadratmeter und Tag. Eine reflektierende Farbe, die Wasser produziert. Vor achtzehn Monaten hätte das noch wie ein Witz geklungen.
Wie reflektierende Farbe, die Wasser auffängt, funktioniert
Die Forscher vonUniversität von Sydney Sie haben eine nanotechnologisch hergestellte Beschichtung entwickelt, die zwei Funktionen gleichzeitig erfüllt. Erstens: Es reflektiert 97 % der Sonnenstrahlung. Zweitens: Es gibt die Restwärme durch passive Strahlungskühlung aktiv wieder ins Weltall ab.Das Ergebnis ist eine Oberfläche, die kühler wird als ihre Umgebung. Kalt genug, damit Wasserdampf kondensiert, genau wie es nach dem Duschen an einem Badezimmerspiegel passiert.
Die meisten handelsüblichen weißen Farben verwenden Titandioxid als Hauptpigment, um UV-Strahlen zu reflektieren. Sie erreichen einen maximalen Reflexionsgrad von 80-90%. Das der Purdue-Universitätworüber wir vor einigen Jahren gesprochen haben, erreichte 98,1% unter Verwendung von Bariumsulfat. Diese neue australische Rezeptur verfolgt einen anderen Ansatz: Sie nutzt die Struktur anstelle von Pigmenten.
Das Futter besteht aus Polyvinylidenfluorid-co-Hexafluorpropen (PVDF-HFP)Es handelt sich um ein poröses Polymer. Die mikroskopisch kleinen Luftporen im Material streuen das Sonnenlicht blendfrei in alle Richtungen. Es enthält keine UV-absorbierenden Chemikalien, die sich mit der Zeit zersetzen. Es ist einfach eine physikalische Struktur, die funktioniert.
Ming Chiu, Technologiemanager von Taupunktinnovationen und Erstautor von Studie veröffentlicht in Advanced Functional Materials, erklärt:
„Unser Design erzielt durch seine interne poröse Struktur eine hohe Reflektivität und gewährleistet so Langlebigkeit ohne die Umweltbedenken pigmentbasierter Beschichtungen. Durch den Verzicht auf UV-absorbierende Materialien überwinden wir die herkömmliche Einschränkung der solaren Reflektivität, indem wir Blendung durch diffuse Reflexion verhindern.“
Reflektierende Farbe, 6 Monate unter der australischen Sonne
Das Team installierte Versuchspaneele auf dem Dach des Sydney Nanoscience Hub. Sechs Monate kontinuierlicher Tests mit minütlicher Datenerfassung waren nötig. Die Bedingungen waren alles andere als mild: Die australische Sonne gehört zu den stärksten der Welt. Die Beschichtung hielt jedoch stand. Keine Anzeichen von Abnutzung. Kein Leistungsverlust.
Tau bildete sich an 32 % des Jahres. An optimalen Tagen wurden bis zu 390 Milliliter pro Quadratmeter gesammelt. Ein durchschnittliches 12 Quadratmeter großes Wohnhausdach könnte etwa 4,7 Liter Wasser pro Tag liefern. Ein standardmäßiges, größeres australisches Dach würde an einem guten Tag 70 Liter fassen.
An der Oberfläche bilden sich Tropfen, die dank einer UV-beständigen Beschichtung zu einem Auffangpunkt gleiten. Auch ein handelsübliches Regenwassernutzungssystem kann Kondenswasser auffangen. In Sydney, wo durchschnittlich etwa ein Meter Niederschlag pro Jahr fällt, übersteigt das Regenwasser das Kondenswasser um das Sechsfache. In ariden Gebieten ändert sich die Gleichung jedoch erheblich.
Funktioniert es aber auch in der Wüste?
Chiara Neto, Professor an derUniversität von Sydney und Forschungsleiter widerlegt einen Mythos:
Feuchte Bedingungen sind zwar ideal, doch Tau kann sich auch in trockenen und halbtrockenen Regionen bilden, wo die Luftfeuchtigkeit nachts zunimmt. Es geht nicht darum, den Regen zu ersetzen, sondern ihn zu ergänzen: Wasser dort bereitzustellen, wo und wann andere Quellen knapp werden.
Es wirkt wie ein passiver Luftentfeuchter. Nachts steigt die relative Luftfeuchtigkeit, selbst in der Wüste. Die kalte Dachoberfläche zieht Wasserdampf an und lässt ihn kondensieren. Es handelt sich zwar nicht um Wasser in industriellen Mengen, aber für den hochwertigen Gartenbau, für Nebelanlagen zur Kühlung oder sogar für die Wasserstoffproduktion (die etwa neun Liter Wasser pro Kilogramm benötigt) kann es einen Unterschied machen.
Reflektierende Farbe – vom Labor bis zur Farbrolle
Der in Sydney getestete Prototyp verwendet, wie bereits erwähnt, PVDF-HFP, ein Material mit einigen Umweltproblemen. TaupunktinnovationenDas Startup, das 2022 die Lizenz von der Universität erhielt, entwickelt eine wasserbasierte Formulierung mit vergleichbarer Leistung. Sie lässt sich mit handelsüblichen Farbrollern oder Sprühgeräten auftragen. Der Preis ist mit dem einer handelsüblichen Premiumfarbe vergleichbar.
Perzaan MehtaCEO Taupunktinnovationen, Er sagt:
„Wir sind stolz darauf, gemeinsam mit der Universität Sydney diesen Durchbruch im Bereich der passiven atmosphärischen Wassergewinnung durch farbähnliche Beschichtungen zu erzielen. Es handelt sich um eine skalierbare, energieautarke Lösung, die Dächer und abgelegene Infrastrukturen in zuverlässige Quellen für sauberes Wasser verwandelt.“
Die Kommerzialisierung wird laut erwartet. Sebastian Pfautsch des Western Sydney Universität, der nicht an der Forschung beteiligt war, diese Entwicklungen aber aufmerksam verfolgt. Der Markt für „kühle Dachbeschichtungen“ wächst, und diese Technologie bietet einen konkreten Vorteil: nicht nur weniger Wärme, sondern auch zusätzliches Wasser.
Dächer, die nicht nur schützen, sondern auch produzieren
Städtische Dächer absorbieren Wärme und tragen zum „städtischen Wärmeinseleffekt“ bei, der die Temperaturen in Städten im Vergleich zu ländlichen Gebieten um 1 bis 13 °C erhöhen kann. Eine solche Fassadenverkleidung kühlt nicht nur das darunterliegende Gebäude, sondern reduziert auch den gesamten thermischen Fußabdruck der Stadt. In gut isolierten Gebäuden könnte der Effekt auf die oberen Stockwerke geringer ausfallen. In den meisten australischen Häusern, wo die Isolierung mangelhaft ist, wäre der Nutzen jedoch sofort spürbar.
Und dann ist da noch das Wasser. Nicht viel, aber stetig. Vorhersehbar. Auch bei Trockenheit ein begehrtes Sammlerstück. In einer Welt, in der Wasserknappheit ein immer gravierenderes Problem darstellt, zählt jeder Liter. Professor Neto resümiert: „Stellen Sie sich Dächer vor, die nicht nur kühler bleiben, sondern auch Frischwasser produzieren. Das ist das Versprechen dieser Technologie.“
Es ist zwar nicht die endgültige Lösung für die Klimakrise oder die Dürre, aber ein konkreter Schritt nach vorn. Ein Dach, das für Sie arbeitet, anstatt Ihr Haus zu heizen. Eine Art Multitasking, die vielleicht eine Überlegung wert ist.
