Revolutionäre Algen-Erfindung aus Spanien: Häuser der Zukunft erzeugen Strom & sind feuerfest

Ein internationales Forscherteam hat ein bahnbrechendes Material entwickelt, das die Bauindustrie revolutionieren könnte: einen Schaumstoff auf Basis von Algen und Nanotechnologie, der Wärmedämmung, elektrische Leitfähigkeit und Flammschutz in sich vereint. An dieser wegweisenden Entdeckung ist Spanien maßgeblich über das ICMM des CSIC beteiligt.

Die Vision vom smarten Zuhause wird Realität

Stellen Sie sich vor, die Wände Ihres Hauses könnten nicht nur vor Kälte und Hitze schützen, sondern auch Licht spenden und Sie vor einem Brand warnen, bevor sich das Feuer ausbreitet. Diese Zukunftsvision rückt dank des neuen Materials in greifbare Nähe. Es vereint Eigenschaften, die bisher als unvereinbar galten, und das Erstaunlichste: Sein Hauptbestandteil ist ein natürlicher Algenextrakt.

Alginat und MXene: Die magische Formel

Forscher des Instituts für Materialwissenschaften in Madrid (ICMM-CSIC) haben in Zusammenarbeit mit renommierten Universitäten in Südkorea, Italien und den Vereinigten Staaten diesen multifunktionalen Schaum entwickelt. Er besteht aus Alginat, einem aus Algen gewonnenen Biopolymer, und MXenen, einer Familie zweidimensionaler Verbindungen, die ähnliche elektrische Eigenschaften wie Graphen aufweisen.

Die Veröffentlichung dieses Fortschritts in der angesehenen Fachzeitschrift “Nanoscale Horizons” öffnet die Tür zu einer völlig neuen Generation nachhaltiger Materialien für die Bau- und Energietechnik.

Nachhaltigkeit trifft auf Effizienz: Eine Win-Win-Situation

Die Entdeckung kommt einem dringenden globalen Bedarf entgegen: Etwa 25 % des weltweiten Energieverbrauchs entfallen auf die Klimatisierung von Gebäuden. Hinzu kommen die erheblichen Kosten für die Herstellung von Dämmmaterialien. Ein Material, das thermisch isolieren, Strom erzeugen und gleichzeitig Brände verhindern kann, spart nicht nur wertvolle Ressourcen, sondern definiert auch die Standards für nachhaltige Architektur neu.

Bernd Wicklein, Erstautor der Studie, erklärt: “Unser Ziel war es zu untersuchen, wie die Porosität sowohl die Ladungserzeugung als auch die Wärmespeicherung beeinflusst.”

Die Porosität des Schaums: Ein Schlüssel zur Multifunktionalität

Die einzigartige poröse Struktur des Schaums ist entscheidend. Sie verleiht dem Material seine außergewöhnlichen Eigenschaften: Es ist ultraleicht, widerstandsfähig und extrem isolierend. Doch es geht nicht nur um die thermische Barriere: Durch die Beimischung von MXenen wird der Schaum auch zu einem elektrischen Leiter, der sich nahtlos in Energienetze oder intelligente Geräte integrieren lässt. Eine Wand aus diesem Schaum könnte also tatsächlich einen Teil des Hauses mit Strom versorgen.

Brandschutz inklusive: Sicherheit ohne Kompromisse

Ein dritter entscheidender Vorteil des neuen Materials ist sein integrierter Brandschutz. Ein großes Problem in der modernen Architektur ist die leichte Entflammbarkeit vieler herkömmlicher Wärmedämmstoffe. Um dies auszugleichen, werden oft giftige und umweltschädliche Flammschutzmittel eingesetzt. Dieses neue Material umgeht dieses Dilemma von Grund auf: Alginat ist von Natur aus schwer entflammbar und biologisch abbaubar, wodurch gefährliche Zusatzstoffe überflüssig werden.

MXene: Die flexiblen Allrounder für komplexe Architekturen

Die in der Formel verwendeten MXene sind ultradünne Bleche aus Titan und Kohlenstoff. Sie leiten nicht nur Elektrizität wie Metalle, sondern lassen sich auch leicht in Wasser dispergieren und zeigen vielversprechendes optisches, thermisches und katalytisches Verhalten. Ihre zweidimensionale Struktur, die nur ein bis zwei Nanometer dick ist, ermöglicht es dem Material, sich zu biegen, ohne zu brechen – ideal für komplexe architektonische Integrationen.

Darüber hinaus bieten diese Schaumstoffe einen enorm wichtigen funktionalen Vorteil: Sie können als Brandsensoren fungieren, wenn sie in elektrische Systeme integriert sind. Sie können Alarm auslösen, sobald plötzliche Temperaturanstiege oder Veränderungen ihrer eigenen Leitfähigkeit erkannt werden. Das bedeutet, sie widerstehen nicht nur dem Feuer, sondern können uns auch warnen, bevor es außer Kontrolle gerät.

Wicklein fasst zusammen: “Dies ist ein Durchbruch, der Nachhaltigkeit, Sicherheit und Energieeffizienz vereint. Wir haben einen Baustoff erreicht, der Strom erzeugt, vor Feuer schützt und zudem wärmedämmend ist, was eine umfassende Verbesserung der gebauten Umwelt darstellt.”