Recknagel
Stromgewinnung durch Solartechnik: Neue Möglichkeiten entdeckt. (Quelle: www.sonnewindwaerme.de/Tanja Peschel)

Solarstrom: Wände und Fenster dienen als Stromlieferanten

Zwei Forschungsgruppen haben unabhängig voneinander Materialien geschaffen, mit denen Beton- und Glasflächen zur Solarstromerzeugung dienen könnten. Während die eine Methode auf größtmögliche Transparenz des Materials setzt, basiert die andere auf dem Prinzip einer Farbstoffsolarzelle.

Solartechnik Beton DysCrete
Neue Solartechnik: Bunter Beton liefert Strom. (Quelle: www.sonnewindwaerme.de/Tanja Peschel)

Das Team um Richard Lunt an der Michigan State University (MSU) hat ein Material entwickelt, das auf Fensterscheiben angebracht werden kann und eintreffendes Licht absorbiert. Dabei bleibt das Material weiterhin farblos und transparent.

Das Forschungsteam der Universität Kassel hat im Rahmen eines interdisziplinären Projektes leitfähigen Beton, genannt „DysCrete“, entwickelt. Nach dem Prinzip der Photosynthese erzeugt dieser Strom.

Transparenz statt Disco-Feeling beim Arbeiten

Richard Lunt, Dozent für Chemical Engineering und Materialwissenschaften an der MSU, erklärt seinen Ansatz, die Leuchtstoff-Schicht transparent zu machen, so: „Niemand möchte hinter Buntglasscheiben arbeiten, da sie für eine sehr bunte Umgebung sorgen, so als würde man in einer Disco arbeiten.“ Um die Materialtransparenz zu erreichen, entwickelten Lunt und seine Kollegen organische Moleküle, die nur ultraviolettes und nah-infrarotes Licht absorbieren, das für das menschliche Auge nicht sichtbar ist. Die nun angeregten Moleküle transportieren die Ladung dann zu schmalen Solarzellen-Streifen, die sich an der Seite des Plastikstücks befinden. Dort wird die Energie in Strom umgewandelt.

Bunter Beton als Stromlieferant

Demgegenüber besteht „DysCrete“, eine Entwicklung der Forschungsplattform „Bau Kunst Erfinden“, aus  einem speziellen leitfähigen Beton, der die Funktion einer Elektrode übernimmt. Darauf werden Lagen aus Titandioxid, einer organischen Flüssigkeit, einem Elektrolyt, Graphit und einer transparenten Schicht aufgetragen. Dadurch entsteht auf dem Beton eine Farbstoffsolarzelle. Die Beschichtungen werden dabei von der Forschungsgruppe immer weiter optimiert, um den Wirkungsgrad zu verbessern. Bereits jetzt besitzt die Farbsolarzelle den Vorteil, auch bei diffusem Licht arbeiten zu können.

Konkrete Pläne für den Einsatz der neuen Solartechnik

Prototypen des Sonnenstrom-Betons und der transparenten „Solarzelle“ gibt es bereits. Sollten sich die beiden Technologien auch im größeren Maßstab umsetzen lassen, würde damit ein breites Spektrum von Anwendungsgebieten ermöglicht. „Unser Ziel ist es, ein Material zu entwickeln, das in Zukunft in der Bauwirtschaft eingesetzt werden kann, beispielsweise für Fertigteile im Hochbau, Fassaden-Elemente und neuartige Wandsysteme“, erklärt Heike Klussmann, Leiterin des Fachgebiets Bildende Kunst an der Universität Kassel. „Zugleich liefert es als Solarzelle einen Beitrag zu einer nachhaltigen und dezentralen Energieversorgung.“

„Die Technologie könnte auf hohen Gebäuden mit vielen Fenstern eingesetzt werden oder auf jeder Art von Mobilgerät, das ästhetisch aussehen muss, wie ein Smartphone oder ein E-Reader. Schlussendlich wollen wir Oberflächen zur Nutzung von Solarenergie erschaffen, die einem bisher nicht einmal bewusst sind“, so Lunt. Mit einem Wirkungsgrad von ungefähr 1 % für die Glasbeschichtung gibt es noch viel Raum für Verbesserungen. Lunts Forschungsgruppe möchte eine Effizienz von 5 % erreichen, sobald die Erfindung ausgereift ist.

Forschungsziel: Verbesserung der Wirkungsgrade

Bisher haben also beide Methoden noch keine sehr großen Wirkungsgrade, doch beim Beton würde sich bereits eine Effizienz von 2 % rechnen, so Thorsten Klooster, Projektleiter Forschung am Fachgebiet Bildende Kunst: „Das rechnet sich deswegen, weil die Herstellungskosten von Farbstoffzellen deutlich geringer sind als die von Silicium-Solarzellen.“ Außerdem seien die Ausgangsmaterialien leicht zu beschaffen, umweltfreundlich und recycelbar. Zusätzlich ließen sich „DysCrete-Solarzellen“ in der für Photovoltaik-Anlagen meist weniger attraktiven Nordausrichtung einsetzen, da sie auch diffuses Licht nutzen können. (gra)

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