Graphenfarbe für die Wohnungsheizung: Effizienter als Heizkörper

Graphenfarbe hat das Zeug dazu, das innovativste und minimalistischste Heizsystem für Wohnungen unserer Zeit zu werden. BeDimensional, ein Spin-off der Graphene Labs am Italian Institute of Technology (IIT), hat unter Einhaltung der Nachhaltigkeitsprinzipien kürzlich die Entwicklung eines Pigments abgeschlossen, das mithilfe von Strom Wärme erzeugen kann . Das Ergebnis ist ein einzigartiges Strahlungsheizsystem, das zudem „dünn, integrierbar und frei von mechanischen Komponenten“ ist. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um eine Farbe, die, sobald sie auf eine Oberfläche aufgetragen und mit einfachen Kupferelektroden verbunden wird, dank des Joule-Effekts – dem klassischen thermischen Effekt, der durch den Stromfluss durch einen Leiter entsteht – Wärme erzeugt. Die emittierte Strahlung ist energiearm und unschädlich, wird nicht durch Erwärmung der Luft gestreut, sondern wirkt direkt auf den Körper und erzeugt ein Gefühl thermischer Behaglichkeit.

„Wir haben die experimentelle Phase in realen Umgebungen erfolgreich abgeschlossen und die Effizienz, Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit der Technologie demonstriert. Darüber hinaus sind die ersten potenziellen Partner für die Strukturierung der Industrialisierung und den Ausbau des Vertriebs vorhanden, auch weil das Produkt zur Kommerzialisierung bereit ist“, bestätigte Vittorio Pellegrini, CEO von BeDimensional, gegenüber Green&Blue .

Das Geheimnis von Graphen

Das wahrgenommene Ergebnis – natürlich Wärme – ist „einfach“, aber die Elemente, die die Forscher verwendeten, sind wirklich komplex. Zunächst einmal ist Graphen ein Material, das aus einer einzigen Schicht von Kohlenstoffatomen besteht , die wie die Maschen eines Fischernetzes angeordnet sind. Ein hypothetischer Blick von oben würde den Eindruck eines riesigen Bienenstocks aus perfekten Sechsecken erwecken. Da es sich um Atomreihen und daher von infinitesimaler Dicke handelt, gilt das Material als zweidimensionales Material mit ganz besonderen Eigenschaften. Es zeichnet sich im Wesentlichen durch extrem hohe Widerstandsfähigkeit, große Flexibilität, Transparenz und andere Qualitäten aus. Der Mehrwert besteht jedoch darin, dass seine Eigenschaften modifiziert werden können, um bestimmte Leistungen zu erzielen. Im Fall der BeDimensional-Farbe weist die resultierende Lösung eine extrem hohe Wärmeleitfähigkeit auf, sodass sogar Wandflächen und somit ganze Räume beheizt werden können.

Verbraucht bis zu 40 % weniger als ein Heizkörper

Die Entwicklung der Farbe nahm BeDimensional und seine Industriepartner in Anspruch und erforderte über drei Jahre Arbeit. Dank dieses Engagements konnten sie ihre Leistungsfähigkeit schließlich zertifizieren. Dies gelang dank der Arbeit von BuildTech, einem weiteren Spin-off des IIT, das sich auf die Übertragung innovativer Techniken und Produkte in die Welt des Designs und der Sanierung konzentriert, „mit dem Ziel, effiziente und komfortable Innen- und Außenräume mit positiver Umweltwirkung zu schaffen“. Technische Tests und Simulationen bestätigten nicht nur die erreichte extrem hohe Wärmeleitfähigkeit, sondern auch ihre hohe Effizienz .

Techniker haben eine durchschnittliche Verbrauchsreduzierung von bis zu 40 % im Vergleich zu herkömmlichen Heizkörpern und einen leichten Vorteil gegenüber Fußbodenheizungen mit Wärmepumpen festgestellt. Hinzu kommen geringere Installations-, Betriebs- und Wartungskosten. Schätzungen zufolge lässt sich bei voller Leistung und einer hypothetischen Installation an der Decke eine Oberflächentemperatur von über 110 °C bei einem durchschnittlichen Verbrauch von nur 35 Watt pro Quadratmeter erreichen.

Kompatibel mit bestehenden Systemen und Verträgen

Laut Technikern verteilt Graphenfarbe die Wärme durch Strahlung gleichmäßig und geräuschlos – auch bei Anschluss an das Stromnetz. Das System schaltet sich je nach Bedarf ein und aus und erfordert nur minimale Änderungen am Stromnetz. Darüber hinaus ermöglicht die geringe thermische Trägheit eine präzise und zeitnahe Temperaturregelung , auch über Thermostate oder Hausautomationssysteme. Kurz gesagt: Es ist so konzipiert, dass es je nach zu beheizender Fläche mit herkömmlichen 3-kW-Stromsystemen kompatibel ist. In der wärmeren Jahreszeit wird es einfach nicht aktiviert.

Die Farbe lässt sich ähnlich wie herkömmliche Farbe auftragen, zum Beispiel mit einer Rolle oder im Sprühverfahren. Auch hinsichtlich der Materialien sind keine Grenzen gesetzt: Sie ist sogar mit Gipskartonplatten, PVC-Sandwichplatten und Polyurethan kompatibel. Dies verspricht eine große Vielseitigkeit und ermöglicht Anwendungen im Neubau sowie bei Renovierungsprojekten im Wohn-, Gewerbe- und Industriebereich .

In kritischen Umgebungen wie Badezimmern, Küchen oder Kellern kann es Kondensation und Schimmelbildung verhindern . Auch modulare Anwendungen, Fertighäuser und leichte, trägheitsarme Konstruktionen sind möglich. BeDimensional betont: „Diese Innovation steht im Einklang mit den europäischen und nationalen Zielen der Energiewende und Emissionsreduzierung und bestätigt unser Engagement für die Strategie zur Dekarbonisierung und nachhaltigen industriellen Entwicklung.“