Smart City & Koffein-Solarzellen
Die Stadt der Zukunft
Etwa 70 % des weltweiten Energieverbrauchs und rund 75 % der Emissionen sind auf urbane Ballungsräume zurückzuführen. Mit moderner Technologie vernetzte, umweltfreundlichere Metropolen,
sogenannte Smart Cities, sind daher ein Schlüssel in der Klimadebatte. Ein seit 2003 am Reißbrett erschaffenes Vorzeigeprojekt ist Songdo City. Das neue Quartier nur 50 km westlich der südkoreanischen Hauptstadt Seoul verspricht eine ressourcenschonende und sichere Infrastruktur, die für ihre Bewohner mitdenkt. Hier wird nicht nur Abwasser aufbereitet, Regenwasser gespeichert und auf den Dächern der in nachhaltiger Bauweise errichteten Wolkenkratzer Solarenergie gewonnen. Auch wird der Müll abgesaugt und über ein Rohrleitungssystem in eine Recyclinganlage transportiert, Sensoren im Straßenbelag messen den Verkehrsfluss, um so die Ampeln zu koordinieren. Darüber hinaus scannen Wärmebildkameras die Gebäude jederzeit zur Feuerprävention und Straßenlaternen spenden nur dann Licht, wenn sich wirklich eine Person nähert. Dieses Ineinandergreifen von Hightech-Systemen erzeugt riesige Datenmengen, nicht zuletzt auch durch etwa 1.000 Kameras im Stadtgebiet. Diese werden in einer Einsatzzentrale ausgewertet, um anhand der Gewohnheits- und Aktivitätsmuster ein Drittel an Energie und Ressourcen im Vergleich zu einer herkömmlichen Großstadt einzusparen. Einige Experten kritisieren Smart Cities allerdings aufgrund des mangelnden Datenschutzes.
Koffeinschub für bessere Solarzellen
Beim morgendlichen Kaffee scherzten Rui Wang und seine Kollegen von der University of California in Los Angeles: Ob der tägliche Wachmacher nicht auch den Solarzellen guttun würde, an denen sieforschen? Diese seien zwar bei vergleichbaren Wirkungsgraden wie übliche Silizium-Zellen einfacher und kostengünstiger herstellbar, sie sind aber äußerst anfällig gegenüber Feuchtigkeit und Hitze, zersetzen sich teils schon bei Raumtemperatur. Ein Manko, das den Durchbruch der Zellen auf Basis einer Kristallstruktur ähnlich dem Mineral Perowskit bisher verhindert. Umso überraschter war das Team, als durch testweise Zugabe von 1 bis 2 % Koffein bei der Herstellung der Perowskit-Schicht tatsächlich positive Auswirkungen festzustellen waren. Die Strukturen waren größer und geordneter, die Solarzellen stabiler und leistungsfähiger. Während sie ohne den Koffeinzusatz nach 175 Stunden einen Leistungsabfall auf 60 % verzeichneten, hielten sie nun Temperaturen bis 85 °C stand und erreichten nach 1.300 Stunden noch 86 % ihres ursprünglichen Wirkungsgrads. Weitere Forschungen werden zeigen, wie rasch die Perowskit-Solarzelle als kosteneffiziente Variante zum Einsatz auf privaten Dächern bereit ist.
Text: Bastian Korte
Copyrights: Getty Images / Kangheewan (Stadt), Rui Wang und Jingjing Xue (Solarzellen)
