Smartes Glas

Smartes Glas

Like This Video 0 Susanne
Added by 16. August 2015


 

Elektrochromes Wolframdioxid steuert Licht und Wärme in Gebäuden

 

Mit Wolframdioxid beschichtet, lässt sich Glas dimmen. Die als Electrochromie bezeichnete chemische Umwandlung regelt die Intensität der Sonnenstrahlung mit einem Licht- oder Wärmesensor automatisch oder kann auch manuell geschaltet werden. Zwei amerikanische und ein deutscher Hersteller sind seit kurzem mit eigenen EC-Technologien im Markt. Die Reportage stellt die grundlegende Funktionsweise vor und zeigt die Perspektiven der Technologie auf.

 
Link-Empfehlungen

der Redaktion zu weiterführenden Informationen:

– mehr Infos über Jean-Christpophe Giron, der 2015 für sein Patent eine Nominierung zum Erfinderpreis des Europäischen Patentamtes erhielt – hier
 

Mehr Infos zum Inhalt des Videos:

Beschichtete Zweifach- oder Dreifachgläser zur Wärmeisolierung oder Lichtabschattung sind heute Standard für effizientes Bauen. Möglich macht dies eine hauchdünne Beschichtung. Die Technologie, mit der sie im Mikro- oder Nanobereich auf Gläser aufgebracht werden können, nennt man Sputtering. Bisher werden dafür Metalle wie Silber oder Zink eingesetzt. Sie reduzieren die Sonnenstrahlung mit einem festen Prozentsatz. Jetzt kommen die smarten Gläser, deren Dämmwirkung in Abhängigkeit von der Intensität der Sonnenstrahlung variiert.

Intelligent macht Gläser eine neuartige Beschichtung aus Wolframdioxid. Seit den fünfziger Jahren ist in diesem Festkörper das Phänomen der Elektrochromie bekannt. Das dafür zugrunde liegende chemisch-physikalische Phänomen: Wird der Stoff unter Spannung gesetzt und Wasserstoff- oder Alkali-Ionen zugeführt, dann beginnt in dessen Elektronenhülle eine Umwandlung, die für uns sichtbar wird. Das für das menschliche Auge spannungslos transparent erscheinende Wolframdioxid verfärbt sich dann dunkelblau. Dieser Effekt ist die Grundlage für Gläser mit „eingebautem Sonnenschutzfaktor“. Dafür muss die Beschichtung jedoch unter schwachen Strom gesetzt werden.

Die Verdunkelung braucht Zeit: etliche Minuten dauert es, bis sich das Wolframdioxid in einem Glas von einem Quadratmeter gleichmäßig dunkel verfärbt. Die Trägheit der chemischen Umwandlung ist ein Grund dafür, dass sich der in den Neunzigern zuerst anvisierte Einsatz der EC-Gläser in Fahrzeugen nur bei Rückspiegeln durchgesetzt hat. Glas unter Strom wird für den Bausektor seit kurzem serienreif angeboten. Drei Unternehmen mit drei im Detail unterschiedlichen Technologien bieten marktreife Produkte an: Sage sowie View Dynamic in Amerika und die EControl aus Deutschland. Neue Anbieter sollen bald auf den Markt kommen.

150 Millionen Dollar hat Saint-Gobain für die Übernahme und den Komplett-Aufbau einer Fertigungsstraße investiert, die eine neue Keramikbeschichtung nutzt, die von Jean-Christophe Giron patentiert wurde. Bekannte produktionstechnische Verfahren sind dafür nicht einsetzbar. Sage Glass kann damit pro Jahr 300.000 Quadratmeter fertigen. Wie groß der Wachstumsmarkt für EC-Gläser tatsächlich ist, darüber gehen die Expertenmeinungen noch auseinander. Manche Marktforscher erwarten in einigen Jahren ein Marktvolumen von bis zu einer Million Quadratmeter absetzbarer Dimmgläser. Im Vergleich dazu: Laut Aussage des Bundesverbandes Glas wurden 2013 allein in Deutschland 27,2 Millionen Quadratmeter beschichteter Zweifach- und Dreifach-Verbundgläser abgesetzt.

Die vom Konzern Saint-Gobain erworbene amerikanische Sage Glass will sich strategisch mit dem Premiumprodukt als Weltmarktführer positionieren. Demgegenüber wird die EControl aus dem sächsischen Plauen eher in Europa präsent sein. Die Technologie ist vergleichsweise konventionell und kann nicht mit den Extremwerten von Sage aufwarten. Nach eigenen Angaben hat EControl 2014 ca. 3.000 Quadratmeter des dimmbaren Glases verkauft. In fünf Jahren sollen es 40.000 sein. Im Vergleich zu Sage eine kleine Zahl, aber auch das Investment ist deutlich geringer: 18 Millionen Euro sind in den Aufbau der Fertigung geflossen. Im Vergleich zu Sage Glass ist die Lösung technisch konventionell. Sie setzt auf existierende Sputtering-Verfahren samt bestehender Verbundtechnologie. Das ist produktionstechnisch kostengünstiger und erlaubt auch Dritten, vorgefertigte EC-Verbundscheiben weiter zu verarbeiten.

Erstsendung: August 2015

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