Österreichische Wissenschaftler haben eine 3D-druckbare Keramikwand geschaffen, die Räume ohne Elektronik kühlt

Seit der Antike wurden Tontöpfe verwendet, um Getränke kühl zu halten, und moderne Ingenieure haben einen Weg gefunden, dieses Prinzip in die Architektur zu übertragen. Das Team der Technischen Universität Graz (Österreich) hat eine Technologie zur passiven Kühlung von Wänden vorgestellt, die auf einem porösen keramischen Material basiert, das mit Hilfe von 3D-Druck hergestellt wurde.

Das Projekt sieht die Schaffung von Wänden aus einzelnen kubischen Elementen vor, von denen jedes eine Seite von etwa 23 cm hat. Nach dem Drucken werden die Teile bei relativ niedriger Temperatur gebrannt, was ihre hohe Porosität bewahrt und es dem Wasser ermöglicht, sich frei innerhalb der Struktur zu bewegen.

Das Besondere an der Konstruktion ist die Anwendung von Geometrien, die als dreifach periodische minimale Flächen (TPMS) bekannt sind. Diese Form sorgt für eine maximale Kontaktfläche mit der Luft bei minimalem Rohstoffverbrauch, während kapillare Kräfte das Wasser durch eine Vielzahl von Mikrokanälen innerhalb des Würfels verteilen.

Um die Porosität zu erhöhen, fügten die Forscher der Tonmischung Holzspäne und Pilzmyzel hinzu. Das Pilznetz wächst in der Mischung bis zum Drucken, und beim Brennen verbrennen seine Fasern und Holzpartikel, wodurch ein komplexes Netzwerk von Mikro- und Makroporen entsteht, durch die das Wasser gleichmäßiger verteilt wird. Als alternativer Füllstoff wird der Bodenschlamm des Neusiedler Sees in Betracht gezogen, der regelmäßig entfernt wird, um den Wasserspiegel zu halten.

Ergebnisse der Tests

In einem heißen Dachraum der Universität wurde ein Wandmodul installiert, das mit Wasser gefüllt ist. Dabei fiel die Temperatur in unmittelbarer Nähe zur Wand um fast 7 °C. Der Rückgang war auch in den anderen Teilen des Raumes spürbar, obwohl die Intensität mit der Entfernung von der Quelle abnahm.

Die Technologie ist auf die Anwendung in Wohn-, Büro-, Bildungs- und öffentlichen Gebäuden sowie in offenen städtischen Zonen ausgerichtet. Die Effizienz der Verdunstungskühlung hängt jedoch vom Feuchtigkeitsgehalt der Außenluft ab: In einem trockenen, heißen Klima funktioniert das System am produktivsten, während der Prozess bei hoher Luftfeuchtigkeit verlangsamt wird.

Die Projektautoren planen weitere Forschungen zu Materialien und die Optimierung der Geometrie sowie die Skalierung der Lösung für den Massenausbau. Sollte die Technologie weit verbreitet werden, könnte sie eine Alternative zu herkömmlichen Klimaanlagen darstellen, den Energieverbrauch senken und die Treibhausgasemissionen reduzieren.

Quelle: 3DNews