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Mittwoch, 22. Mai 2019
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Wissenschaft & Technik, Anwendungsbereiche

Neuartiger Baustoff liefert Sonnenstrom

Freitag, 23. Januar 2015

Ein Forschungsteam der Universität Kassel entwickelt einen Baustoff, der zugleich eine Solarzelle ist.

"DysCrete" besteht aus einem leitfähigen Beton, der mit Lagen aus Titandioxid beschichtet ist. Quelle: Klussmann/Klooster/Universität Kassel

"DysCrete" besteht aus einem leitfähigen Beton, der mit Lagen aus Titandioxid beschichtet ist. Quelle: Klussmann/Klooster/Universität Kassel

Wichtige Bestandteile sind leitfähiger Beton und organische Flüssigkeiten wie beispielsweise Fruchtsäfte. Das Produkt soll künftig unter anderem zum Bau von Fassaden dienen und zugleich Sonnenenergie in Strom umwandeln.

Leitfähiger Beton ist mit Titandioxid beschichtet

"DysCrete" besteht aus einem speziellen leitfähigen Beton, der mit Lagen aus Titandioxid, einer organischen Flüssigkeit, einem Elektrolyt, Graphit und einer transparenten Oberfläche beschichtet ist. Das Ergebnis ist eine sogenannte Farbstoffsolarzelle, der Beton selber übernimmt dabei die Funktion einer Elektrode. Die Umwandlung der Sonnenenergie in Strom folgt dem Prinzip der Photosynthese. Das Materialsystem ist besonders umweltfreundlich. Das Projekt wird vom Bundesbauministerium mit rund 150.000 EUR gefördert und läuft zunächst noch bis Mitte 2015.
Prototypen des Sonnenstrom-Betons existieren bereits. "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 Prof. Klussmann. "Zugleich liefert es als Solarzelle einen Beitrag zu einer nachhaltigen und dezentralen Energieversorgung."

Farbstoffzelle ist günstig in der Herstellung

Die Farbstoffsolarzelle selber ist keine Kasseler Erfindung; neu ist die Verschmelzung von Solarzelle und Baustoff. Die Farbstoffsolarzelle oder auch Grätzel-Zelle ist eine Alternative zur herkömmlichen Silicium-Solarzelle. Um mit dem Solarstrom-Beton bei der Umwandlung von Sonnenenergie einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu erzielen, optimiert die Gruppe die Beschichtungen. Ein Beispiel: Verwendeten die Wissenschaftler beispielsweise anfangs noch Johannisbeersaft, so wurde dieser inzwischen durch andere organische Flüssigkeiten ersetzt.
Ziel ist ein Wirkungsgrad von rund zwei Prozent. "Das rechnet sich deswegen, weil die Herstellungskosten von Farbstoffzellen deutlich geringer sind als die von Silicium-Solarzellen", sagt Klooster. Zudem sind die Ausgangsmaterialien einfach zu beschaffen, umweltfreundlich und leicht recycelbar. Titandioxid etwa ist ein häufig verwendetes Material, das sich auch in Zahnpasta findet. Und: Farbstoffsolarzellen und damit auch "DysCrete" reagieren auch auf diffuses Licht und können daher auch auf Gebäude-Nordseiten angebracht werden.

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