Leuchtstoffe könnten unsere Städte kühlen und die Straßen erhellen

Oct 27, 2023

Stellen Sie sich eine Stadt vor, die im Dunkeln leuchten kann, ohne Strom. Dank lumineszierender Materialien könnte dies eines Tages Realität werden.

Solche Materialien werden bereits für Notbeleuchtung, Straßenmarkierungen und Dekorationen verwendet. Aber eines Tages könnten sie dazu genutzt werden, unsere Städte zu kühlen und gleichzeitig den Stromverbrauch zu senken.

Der Kühleffekt: Städtische Wärmeinseln entstehen, weil Städte aus dichten Konzentrationen wärmeabsorbierender Materialien bestehen – wie Stahlgebäude oder asphaltierte Straßen und Parkplätze. Diese Materialien absorbieren die Energie der Sonne und geben sie als Wärme ab.

Um die Dinge kühl zu halten, entwickeln Forscher komplexe Technologien wie Strahlungskühlung oder einfache Lösungen, wie das Abdecken von Dächern mit weißem Kühlpapier oder das Anstreichen mit ultraweißer Farbe.

„Das ist besser für die Umwelt. Wenn die Technologie verbessert werden kann, können wir weniger Energie verbrauchen. Das ist eine lohnenswerte Sache.“

Einige Wissenschaftler behaupten jedoch, dass photolumineszierende Materialien eine noch bessere Wahl seien, da weiße Farbe in Kombination mit lumineszierenden Materialien effektiver sein könne.

„Man kann [eine Oberfläche] so reflektierend wie möglich machen. Aber kann man darüber hinausgehen? Die Idee ist, dass man vielleicht ein wenig darüber hinausgehen kann, indem man anhaltende Lumineszenz als eine andere Möglichkeit nutzt, Energie nach außen zu übertragen … Das ist interessant.“ Patrick E. Phelan, Maschinenbauingenieur an der Arizona State University, sagte gegenüber dem Knowable Magazine

Licht statt Hitze: Forscher des Lawrence Berkeley Lab untersuchten diese Theorie, indem sie kühle Farben noch cooler machten. Im Wesentlichen geben lumineszierende Materialien Energie in Form von Licht statt in Form von Wärme ab.

Das Team unter der Leitung von Paul Berdahl, einem inzwischen pensionierten Umweltphysiker, experimentierte mit einem synthetischen Rubin, der im Sonnenlicht leuchtet. Sie fanden heraus, dass eine mit dem synthetischen Rubin formulierte Oberfläche im Sonnenlicht kühler war als ein Material, das eine ähnliche Farbe hatte, aber nicht über das Rubinmaterial verfügte.

Anschließend versuchten sie, dem Beton mehrere Leuchtstoffe hinzuzufügen. Sie fanden heraus, dass die lumineszierenden Materialien im Vergleich zu nicht leuchtendem Beton derselben Farbe die Lufttemperatur in der Nähe um bis zu 3,3 Grad Celsius senken konnten – fast 6 Grad Fahrenheit.

„Es ist besser für die Umwelt“, sagte Berdahl gegenüber dem Knowable Magazine. „Wenn die Technologie verbessert werden kann, können wir weniger Energie verbrauchen. … Es ist eine lohnende Sache.“

Aber Leuchtstoffe müssten die Hitze um viel mehr als ein paar Grad reduzieren, um die Menschen dazu zu zwingen, ihre Dächer neu zu streichen – es sei denn, dies hätte einen doppelten Zweck.

Licht mit eigener Stromversorgung:Neben der Abkühlung der Außentemperatur von Städten durch die teilweise Umwandlung der von der Sonne absorbierten Energie in Licht statt in Wärme könnten Leuchtstoffe auch den Energieverbrauch senken, indem sie städtische Straßen und Gehwege beleuchten.

Einige europäische Städte haben bereits im Dunkeln leuchtende Fahrradwege eingerichtet, und einige Forscher haben sich mit der Verwendung von Leuchtfarbe für Straßenmarkierungen befasst. Leuchtende Gebäude könnten sogar den Bedarf an Straßenlaternen verringern, berichtet das Knowable Magazine.

Außenbeleuchtung verbraucht viel Energie – laut Energieministerium 1,3 Billiarden BTU in den USA – daher könnten energiesparende Alternativen wie leuchtende Farbe unter bestimmten Umständen einen Unterschied machen.

Die Bauingenieurin Anna Laura Pisello von der Universität Perugia wollte genau wissen, wie wirkungsvoll Leuchtfarbe sein kann.

Ihr Labor stellte eine im Dunkeln leuchtende Farbe her und modellierte, was passieren könnte, wenn damit ein öffentlicher Weg in der Nähe eines Bahnhofs gestrichen würde. Sie fanden heraus, dass die Farbe den Energiebedarf für die Beleuchtung in der näheren Umgebung um etwa 27 % senken würde, da die Straße die ganze Nacht über beleuchtet wäre.

Doch bevor sich unsere Städte in leuchtende, energieeffiziente Umgebungen verwandeln können, müssen noch Herausforderungen gemeistert werden – etwa die Aufrechterhaltung des Glanzes über lange, dunkle Wintermonate hinweg oder das Verständnis der Auswirkungen bestimmter Wellenlängen auf die Tierwelt.

Wir würden uns freuen, von Ihnen zu hören! Wenn Sie einen Kommentar zu diesem Artikel haben oder einen Tipp für eine zukünftige Freethink-Geschichte haben, senden Sie uns bitte eine E-Mail an [email protected]