Forscher der Purdue University mit Messgerät und zwei Proben mit weißer Farbe

© Purdue University

Science

Rekord-Weiß soll Klimaanlagen ersetzen

Hitzewellen mit 40 oder gar 50 Grad Celsius kosten Jahr für Jahr Tausenden Menschen das Leben. Um unerträglichen Temperaturen zu entrinnen, flüchten jene, denen es möglich ist, meist in klimatisierte Innenräume. Klimaanlagen verlagern das Hitzeproblem, beseitigen es aber nicht. Außerdem verbrauchen sie viel Strom, der teilweise aus Öl- und Gaskraftwerken stammt - womit der Klimawandel noch verstärkt wird. Forscher*innen der US-amerikanischen Purdue University wollen dieses Problem mit einer Anstrichfarbe lösen. Ihr Weiß ist weißer als jedes Weiß zuvor.

Kühler als die Umgebung

Hitzeabweisendes Weiß ist seit Jahrzehnten im Handel erhältlich. Üblicherweise kann die Farbe 80 bis 90 Prozent der einfallenden Sonnenstrahlung reflektieren. Das reicht, um den Temperaturanstieg auf Oberflächen moderat zu halten. Was die Forscher*innen der Purdue University entwickelt haben, hat einen noch stärkeren Effekt. Ihre Farbe reflektiert 98,1 Prozent des Sonnenlichts. Tagsüber kann sie Oberflächen um bis zu 8 Grad kühler als die Umgebung halten. Für diese Werte erhält die Entwicklung einen Eintrag ins kommende Guinness Buch der Rekorde.

Bariumsulfat in bestimmter Dichte

Seit 7 Jahren arbeitet ein Team um den Maschinenbauer Xiulin Ruan daran, ein Weiß mit immer höheren Reflexionsgrad zu entwickeln. Der aktuelle Spitzenwert wurde durch die Verwendung von Bariumsulfat erreicht. Die Substanz, die u.a. auch als Kontrastmittel bei Röntgenuntersuchungen Anwendung findet, ist auch als "Permanentweiß" bekannt.

"Bariumsulfat ist gut bei diffuser Reflexion", erklärt der Experimentalphysiker Gernot Pottlacher von der TU Graz. "Deswegen wird es etwa in Geräten für die Messung der Lichtstärke von Lampen eingesetzt." Wie Xiulin und sein Team herausfanden, kann die lichtstreuende Wirkung von Bariumsulfat gesteigert werden, wenn verschieden große Partikel in relativ hoher Dichte eingesetzt werden. So sei es möglich, sämtliche Wellenlängenbereiche des Sonnenlichts gleichermaßen zu reflektieren. Zu stark darf die Konzentration der Substanz aber auch nicht sein, sonst bröckelt die Farbe von Oberflächen ab.

Leistbare Farbe

Wie Gernot Pottlacher aufzeigt, gibt es am Markt bereits Spezialbeschichtungen, die 97 Prozent Reflexionsgrad aufweisen, meint aber: "Ganze Häuser damit anzustreichen, wird vermutlich teuer." Die superweiße Farbe der Purdue University soll dagegen kaum teurer als herkömmliche Anstriche sein. "Wir haben immer eine leistbare Lösung angestrebt", meint Xiulin in einem Podcast. Seine Universität kooperiert mit einem Privatunternehmen, um die Entwicklung auf den Markt zu bringen. Noch wird daran gearbeitet, die Farbe möglichst langlebig zu machen.

Echtbild und Infrarot-Bild einer ultraweißen Farbfläche

Das Infrarotbild rechts zeigt, wie kühl es unter der ultraweißen Farbe im Vergleich zur Umgebung bleibt

Idealer Einsatzort: Indien

Interesse an der Entwicklung gibt es bereits in aller Welt. Besonders viele Anfragen habe Xiulin aus dem Mittleren Osten, Südamerika und den südlichen US-Bundesstaaten erhalten. Ein idealer Einsatzort wäre laut dem Forscher Indien, wo besonders viele Menschen von großer Hitze betroffen sind, während nur die wenigsten eine Klimaanlage besitzen. Dort wo Klimaanlagen vorhanden sind, sollen diese durch weiß bestrichene Häuser möglichst wenig verwendet werden.

Dass man in weiß gestrichenen Häusern trotz hoher Außentemperaturen gut leben kann, sei laut Pottlacher eine alte Weisheit: "Schauen Sie sich die weißen Häuser in Griechenland an." Das Konzept findet auch in der Gegenwart Anwendung. In New York sind Flachdächer von Häusern etwa vermehrt in Weiß gehalten.

Unangenehm bis gefährlich

Eine noch höhere Reflexion als mit weißer Farbe erhielte man nur mit Spiegeln, meint Pottlacher. Diese erzeugen jedoch keine diffuse Reflexion, sondern eine gerichtete, was unangenehm und gefährlich sein kann.

Doch auch die diffuse Reflexion von Licht durch weiße Farbe könne unerwünschte Nebenwirkungen haben. Laut Klimaforscher*innen sei es etwa möglich, dass es durch die großflächige Erhöhung des Rückstrahlvermögens auf der Erde in bestimmten Gebieten weniger regnet. Auch in kleinerem Maßstab kann sich eine hellere Umgebung negativ auswirken. Bei Menschen führt ein stark reflektierender Boden etwa zu thermischem Stress.

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David Kotrba

Ich beschäftige mich großteils mit den Themen Mobilität, Klimawandel, Energie, Raumfahrt und Astronomie. Hie und da geht es aber auch in eine ganz andere Richtung.

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