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Bewältigung der Klimakrise : Technik für eine kühlere Welt

Auch die Datensammler von Google benötigen für ihre Rechen- und Datenspeicherzentren immer größere Kühlanlagen wie hier in Oklahoma. Bild: Imago

Der Klimawandel wird unser Leben verändern. Mit innovativen Konzepten, neuen Materialien sowie effizienten und schonenden Kühltechniken wollen Forscher den Herausforderungen begegnen.

          6 Min.

          Steigende Temperaturen und gehäufte Hitzewellen mit immer neuen Rekordwerten, begleitet von länger anhaltenden Dürreperioden – unter den Extremen des Klimawandels leidet nicht nur die Natur, sondern auch immer stärker der Mensch. Gefragt sind neben den Maßnahmen zur drastischen Reduktion der Emission klimaschädlicher Gase und dem Umbau des Energiesystems auch effiziente und umweltschonende Verfahren, neuartige Materialien und innovative Konzepte, um den Herausforderungen des Klimawandels wirksam und nachhaltig begegnen und entgegenwirken zu können.

          Manfred Lindinger

          Redakteur im Ressort „Natur und Wissenschaft“.

          Energiesparende Klimaanlagen und Kühlschränke zählen ebenso dazu wie neuartige Textilien, die uns an heißen Sommertagen kühlen und vor Überhitzung schützen, sowie Ansätze, die einen Teil der Wärme von der Erde in den Weltraum zurückstrahlen, um so die irdischen Temperaturen möglichst konstant zu halten. In der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift „Science“ präsentieren Wissenschaftler vielversprechende Ansätze, die für eine „kühlere Welt“ sorgen könnten.

          Der Physik-Nobelpreisträger und Energieminister unter Obama Steven Chu wurde noch milde belächelt, als er vor einigen Jahren forderte, alle Dächer weiß zu streichen, um dem Klimawandel entgegenzuwirken. Denn weiße Flächen reflektieren bekanntlich die Sonnenenergie, die von dunkleren Flächen absorbiert wird und für eine Erwärmung sorgt, zum Teil zurück ins All. Inzwischen nimmt man Chus Idee ernst, und zahlreiche Forscher arbeiten an solchen Oberflächen. Dabei nutzt man das Phänomen der „passiven Strahlungskühlung“. Hierbei wird der sichtbare Bereich des Sonnenlichts fast vollständig reflektiert, Wärme hingegen absorbiert und als Infrarotstrahlung wieder in das Weltall abgegeben. Dadurch bleibt eine mit einem entsprechenden Material verkleidete Oberfläche kühl.

          Kühlende Polymer-Beschichtung: Deutlich niedriger als die Umgebungstemperatur ist die Temperatur dieser Oberfläche, die durch eine Wärmebildkamera blau erscheint.
          Kühlende Polymer-Beschichtung: Deutlich niedriger als die Umgebungstemperatur ist die Temperatur dieser Oberfläche, die durch eine Wärmebildkamera blau erscheint. : Bild: Jyotirmoy Mandal, Columbia University

          Wie ein solches Material aussehen kann, haben Forscher um Xiaobo Yin von der University of Colorado in Boulder gezeigt. Sie haben eine Folie aus einer dünnen transparenten Polymerschicht gefertigt, die sie mit mikroskopisch kleinen Glaskügelchen versahen. Eine auf der Rückseite aufgebrachte Silberschicht wirft das einfallende Sonnenlicht fast vollständig zurück. Infrarotstrahlung im spektralen Bereich von vier bis acht Mikrometer, für die die Erdatmosphäre durchlässig ist, wird emittiert. Das Material sei günstig herzustellen. Eine zehn bis zwanzig Quadratmeter große Folie auf einem Dach könne im Sommer ein Einfamilienhaus kühlen. Bei 37 Grad Außentemperatur herrschten im Inneren des Gebäudes angenehme 20 Grad, wie Berechnungen zeigen. Eine Klimaanlage würde dadurch überflüssig.

          Textilien mit Kühlwirkung

          Andere Ansätze beruhen auf porösen Kunststoffbeschichtungen, die sich wie weiße Anstrichfarbe auf Metalle oder Holz großflächig auftragen lassen, oder auf von innen verspiegelte Vorrichtungen, die man auf Dächer oder große freie Flächen installieren kann. In Frage kämen für diese Maßnahmen vor allem asiatische Länder und die Vereinigten Staaten, so schreiben Xiaobo Yin und seine Kollegen. Denn dort gebe es viele Regionen, in denen die Luftfeuchtigkeit nicht zu hoch und der Himmel oft klar sei. Nur dann kann die Infrarotstrahlung ungehindert entweichen. Ob man damit die durch den Klimawandel verursachte Erderwärmung abmildern kann, wie es Chu vorschwebt, ist allerdings fraglich.

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