Forscher der Purdue University haben eine „ultraweiße“ Farbe vorgestellt, die 98,1 % des einfallenden Sonnenlichts reflektiert – ein Maß an Solarreflexion, das weit über den typischen 80–90 % bestehender Cool-Roof-Produkte liegt.

Funktionsweise der Farbe

Die Brillanz der Farbe verdankt sie dem Bariumsulfat, einem Mineral, das aufgrund seiner strahlenden Weiße bereits in der Kosmetik und Fotografie verwendet wird. Das Team der Purdue University verbrachte sechs Jahre damit, mehr als hundert potenzielle Substanzen zu testen, bevor es sich auf eine Mischung aus Bariumsulfat-Partikeln in verschiedenen Größen festlegte. Die unterschiedlichen Partikeldimensionen streuen das Sonnenlicht über ein breiteres Spektrum und senden den Großteil der Solarenergie zurück in den Weltraum, anstatt die darunter liegende Oberfläche zu erhitzen.

Bei direkter Sonneneinstrahlung blieb eine mit der neuen Formulierung beschichtete Oberfläche etwa 4,5 °C kühler als die Umgebungsluft. Nach Sonnenuntergang gab dieselbe Oberfläche weiterhin Wärme durch Strahlungskühlung ab und lag etwa 10,5 °C unter der Umgebungslufttemperatur. In der Praxis würde ein 1.000 Quadratfuß großes Dach, das mit der Farbe behandelt wurde, Wärme in einer Größenordnung ableiten, die mit einer 10-Kilowatt-Klimaanlage vergleichbar ist – jedoch ohne Strom zu verbrauchen.

Warum Indien davon profitieren wird

In den Sommermonaten Indiens steigt die Spitzenlast des Strombedarfs regelmäßig an, wenn Haushalte und Unternehmen ihre Klimaanlagen auf Hochtouren laufen lassen. Dieser Anstieg belastet ein Stromnetz, das ohnehin schon mit Kapazitätsengpässen zu kämpfen hat, und zwingt die Energieversorger dazu, kostspielige, stark fossile Spitzenlastkraftwerke hochzufahren. Durch die Senkung der Kühllast von Gebäuden könnte die Farbe diese Spitzen abflachen, den Druck auf das nationale Stromnetz verringern und den Bedarf an zusätzlichen Erzeugungskapazitäten reduzieren.

In dicht bebauten Metropolen absorbieren Beton, Asphalt und unbeschattete Dächer Wärme und strahlen sie wieder ab, wodurch städtische Hitzeinseln entstehen, die mehrere Grad heißer sind als die umliegenden ländlichen Gebiete. Ein stadtweiter Einsatz einer hochreflektierenden Beschichtung würde das Albedo von Hausdächern und Fassaden erhöhen, wodurch mehr Solarenergie zurück in den Weltraum gelenkt und die Temperaturen in der gesamten Stadt gesenkt würden.

Für einkommensschwache Haushalte bietet die Farbe eine passive, wartungsarme Lösung. Das Auftragen erfolgt mit denselben Werkzeugen und Techniken, die lokalen Malern bereits vertraut sind, sodass sich die Anschaffungskosten über die Lebensdauer der Beschichtung verteilen lassen, während die Stromrechnungen für die Klimatisierung drastisch sinken.

Vom Labor auf den Markt

Das Purdue-Team hat die Formel so konzipiert, dass sie in bestehende industrielle Farbenproduktionslinien integriert werden kann. Es ist keine radikale Umrüstung erforderlich – ein Faktor, der den Weg vom Labor bis in den Einzelhandel beschleunigt. Das Projekt wurde vom Cooling Technologies Research Center der Purdue University und dem Office of Scientific Research der US Air Force unterstützt, und die Forscher haben bereits Patentanmeldungen eingereicht. Haltbarkeitstests zeigen, dass die Beschichtung Rissen und Abblättern widersteht, was eine häufige Kritik an früheren Cool-Roof-Technologien entkräftet, die unter extremen Wetterbedingungen schnell degradierten.

Fazit

Die ultraweiße Farbe von Purdue zeigt, dass eine relativ einfache Materialanpassung zu einem dramatischen Sprung bei der Solarreflexion führen kann und somit einen energiearmen Weg zur Kühlung von Gebäuden und Städten bietet. Für ein Land wie Indien, in dem steigende Temperaturen den Strombedarf immer weiter in die Höhe treiben und städtische Hitzeinseln verschärfen, könnte die Beschichtung zu einem kostengünstigen Werkzeug im Werkzeugkasten der Klimaanpassung werden – vorausgesetzt, die wirtschaftlichen Aspekte einer großflächigen Anwendung werden gelöst und die Leistung in der Praxis entspricht den Versprechen.