Verbesserte passive Strahlungskühlung

Forscher haben die synergetische Wirkung von Silica-Aerogel und Titandioxid in einer porösen Polyurethan-Verbundbeschichtung mit verbesserter passiver Strahlungskühlung beschrieben.

Durch die globale Erwärmung steigt der Bedarf an Raumkühlungsgeräten wie Klimaanlagen und Ventilatoren. Diese Kühlmethoden erhöhen jedoch häufig den Energieverbrauch und die Treibhausgasemissionen. Um diesen Teufelskreis zu durchbrechen, bieten sich Beschichtungen mit passiver Strahlungskühlung als effizienter Weg an. Bildquelle: mohamed_hassan - Pixabay (Symbolbild).

Passive Strahlungskühlung am Tag ist eine vielversprechende Technologie, die die zunehmenden Probleme der globalen Erwärmung und der städtischen Wärmeinseln mildern kann. In einer neuen Arbeit wurde eine Reihe von Beschichtungen aus porösem Polyurethan (PPU) hergestellt, die Silica-Aerogel (SA) und/oder Titandioxid (T) enthalten. Eine PPU-SA10@T10-Verbundbeschichtung wies eine ineinandergreifende poröse Struktur auf, und die eingearbeiteten SA- und T-Füllstoffe waren gleichmäßig in den Porenhohlräumen angeordnet.

Hervorragende Hydrophobie

Unter Ausnutzung der starken Lichtrückstreuung und der molekularen Oszillationsfunktionen erreichten die Sonnenreflexion, die Wärmeabstrahlung im atmosphärischen Transparenzfenster und die Nettokühlleistung der PPU-SA10@T10-Beschichtung 0,917, 0,973 bzw. 87,8 W/m2, was bei einer Sonneneinstrahlung von ∼640 W/m2 zu einer Abkühlung von 7,8 °C am Mittag führt. Darüber hinaus wies die PPU-SA10@T10-Beschichtung ausgewogene mechanische Eigenschaften und eine hervorragende Hydrophobie auf (der Wasserkontaktwinkel betrug 121,7°).

Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 183, Oktober 2023, veröffentlicht.

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