Sonnenstrom aus Beton
BAU KUNST ERFINDEN / Universität Kassel Bau Kunst Erfinden
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In einer Serie mit dem BMUB präsentieren wir Projekte aus der Bauforschung. In Teil 16 geht es um den neu entwickelten Baustoff „DysCrete“, der mit einer Solarzelle beschichtet wird und Strom erzeugt. Hauptbestandteile sind leitfähiger Beton und organische Flüssigkeiten.
„DysCrete“ ist ein neuartiger Verfahrensansatz zur photoreaktiven Funktionalisierung (stromproduzierenden Veredelung) von Oberflächen aus Beton, der auf den technischen Prinzipien der Farbstoff sensitivierten Solarzelle (DYSC) beruht.
Vor über zwanzig Jahren entwickelte der Chemiker Michael Grätzel eine Solarzelle nach dem Vorbild der Natur: Die Farbstoffsolarzelle (DYSC) nimmt Licht nicht mit Halbleitermaterialien, sondern mit Suspensionen organischer Farbstoffe auf. Dieses Prinzip wird heute auch als technische Photosynthese bezeichnet.
Aus der Sicht der Architektur liegt die Frage nahe, ob sich die immer noch neuartige Technologie der Farbstoffsolarzellen auf Baustoffe wie Beton anwenden lässt: Der mittels elektrochemischer Reaktion Energie erzeugende DysCrete verwendet – ähnlich wie die chlorophyllhaltigen Pflanzen – zur Absorption von Licht organische Farbstoffe. Das Materialsystem ist regenerierbar, weitgehend rezyklierbar und umweltfreundlich.
Die Buchstabenfolge DYSC der Titel gebende Wortschöpfung steht für den englischen Ausdruck Dye Sensitized Solar Cell, das Kürzel „-crete“ für den Werkstoff Beton. Das neuartige Werkstoffsystem kann auch die Energie diffusen Lichts nutzen. DysCrete eignet sich besonders für die Herstellung von Betonfertigteilen im Hochbau, für neuartige Fassaden sowie Wand- und Bodensysteme.
Die Anwendung dieser Technologie auf Werkstoffe wie Beton wurde bislang außer Acht gelassen, weil die Aufmerksamkeit zunächst Glas basierten transluzenten Modulen galt. Ihr großes Potenzial beruht auf ihrer prinzipiellen Einfachheit. Hauptbestandteile wie das Titanoxid werden auch in Zahnpasta und Wandfarbe verwendet. Das System hat das technologische Potential einer „Low-Cost Energy Source“.
Der mittels elektrochemischer Reaktion Energie erzeugende DysCrete verwendet zur Absorption von Licht organische Farbstoffe. Die Energieerzeugungsfunktion wird ohne zusätzliche toxische Emissionen aus frei erhältlichen Komponenten hergestellt. In seiner projektierten Weise ist das Materialsystem regenerierbar, weitgehend recyclebar und umweltfreundlich.
Das neuartige Verfahren beziehungsweise das neuartige Werkstoffsystem kann auch die Energie diffusen Lichts nutzen, wodurch sich mittels des Baustoff Beton und seiner Baulogik neue Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Gebäude integrierten Photovoltaik eröffnen. DysCrete eignet sich besonders für die Herstellung von Betonfertigteilen im Hochbau, für neuartige Fassaden sowie Wand- und Bodensysteme.
Heike Klussmann und Thorsten Klooster
