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Aerogel: Fensterscheiben so isolierend wie Dämmplatten

Ein mesoporöses Material ist fast so transparent wie Fensterglas, bietet aber die gleiche Wärmeisolierung wie eine Fassadendämmung.
/ Mario Petzold
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Eldho Abraham, Gewei Chen, Abram Fluckiger, Taewoo Lee, Keita Richardson, Shiva Singh, Shakshi Bhardwaj, Hanqing Zhao, Ivan Smalyukh und Alex Adaka mit Scheiben aus Mochi (v.l.) (Bild: CU Boulder/Glenn Asakawa)
Eldho Abraham, Gewei Chen, Abram Fluckiger, Taewoo Lee, Keita Richardson, Shiva Singh, Shakshi Bhardwaj, Hanqing Zhao, Ivan Smalyukh und Alex Adaka mit Scheiben aus Mochi (v.l.) Bild: CU Boulder/Glenn Asakawa

An der University of Colorado in Boulder(öffnet im neuen Fenster) hat ein Forschungsteam ein alternatives Material für Fenster entwickelt. Dabei handelt es sich um eine Weiterentwicklung von bereits heute für Dämmzwecke genutztem Aerogel(öffnet im neuen Fenster) , das jedoch bei annähernder Transparenz eine noch geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist.

Allenfalls Vakuumdämmplatten verhalten sich noch isolierender, wohingegen Glas um das 70-Fache schlechter abschneidet. Damit könnten selbst dreifach verglaste Fenster weiter verbessert werden.

Deren U-Wert, ein Maß für den Wärmeverlust pro Fläche, ist laut Umweltbundesamt(öffnet im neuen Fenster) sechsmal höher als bei einer gedämmten Wand. Hierüber geht somit ein großer Teil der Heizwärme verloren.

Gleichmäßige Struktur führt zu Transparenz

Anders als bei heute verwendeten Platten aus Aerogel ist die Anordnung der winzigen Poren in dem neuen Material gleichmäßig. Die Struktur erinnert damit eher an einen Kristall und erklärt die Transparenz.

Entscheidend ist zudem die Größe der Poren, die bei unter 50 Nanometern liegt. Damit handelt es sich um eine mesoporöse Struktur. So heißt das Material auch Mesoporous Optically Clear Heat Insulator oder kurz Mochi.

Unterbindet Wärmeübertragung auf molekularer Ebene

Es besteht zu 90 Prozent aus Luft, die sich laut Ivan Smalyukh, dem verantwortlichen Autor der Studie(öffnet im neuen Fenster) , in jeweils so kleinen Taschen befindet, dass die Wärmeübertragung durch molekulare Stoßprozesse im Gas größtenteils unterbunden wird. Nur das feine Gitter steht deshalb für die Weiterleitung zur Verfügung.

Die gemessene Wärmeleitfähigkeit liegt entsprechend bei 0,01 Watt pro Kelvin und Meter, während 99 Prozent des Lichts passieren können. Noch etwas besser schneiden Dämmplatten ab, während Aerogel üblicherweise doppelt so viel Wärme überträgt.

Bei Fensterglas sind es dagegen 0,7 Watt pro Kelvin und Meter, auch wenn natürlich viel vom Rahmen und der Isolierung zwischen den einzelnen Scheiben abhängt.


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