Der Natur abgeguckt: Kasseler Forscher beschichten Baustoff mit Fruchtsaft

Beton als Stromlieferant

Farbstoff setzt Energieerzeugung in Gang: Thorsten Klooster, Forschungsleiter der Plattform „Bau Kunst Erfinden“, mit den Prototypen des neuartigen Betons, der zugleich Solarzelle ist. Foto: Koch

Kassel. Bisher wird Solarenergie vor allem auf dem Dach gewonnen: Dazu werden auf den Häusern zusätzlich Fotovoltaikanlagen angebracht. Kasseler Forscher entwickeln jetzt einen Beton, der zugleich Solarzelle ist. Damit könnten Hausfassaden künftig direkt Energie erzeugen.

Das Prinzip dahinter ist der Natur abgeschaut: genauer gesagt der Photosynthese. So wie dabei der grüne Blattfarbstoff das Licht in Energie für die Pflanze umwandelt, wird auch der Beton mit einer Farbstoffschicht - zum Beispiel aus Fruchtsaft - empfänglich für Licht gemacht. Der mit speziellen leitfähigen Pasten versehene Beton fungiert als Elektrode, also elektrischer Leiter.

Anfang der 1990er-Jahre hatte der Schweizer Chemiker Michael Grätzel die sogenannte Farbstoffsolarzelle erfunden, die statt Halbleitermaterial organische Stoffe verwendet, um Sonnenenergie in Strom umzuwandeln. Diese Methode haben Prof. Heike Klussmann und Thorsten Klooster von der Lern- und Forschungsplattform „Bau Kunst Erfinden“ der Uni Kassel jetzt erstmals auf einen Baustoff übertragen.

Prototypen des Sonnenstrom-Betons, den die Entwickler „DysCrete“ getauft haben, sind bereits fertig. Wenn der Plan aufgeht, soll das neuartige Baumaterial 2020 auf den Markt kommen, sagt Forschungsleiter Klooster. Derzeit experimentiere man noch mit der Beschichtung, um den Wirkungsgrad bei der Umwandlung der Sonnenenergie zu erhöhen. „Momentan liegen wir bei zwei Prozent“, sagt der 49-jährige Architekt. Herkömmliche Solarzellen erreichten bis zu 30 Prozent.

Man strebe es aber gar nicht an, Rekorde zu brechen, sagt Klooster. Das neuartige Material lohne sich in jedem Fall in der Anwendung. Einerseits sei die Herstellung günstig. Andererseits könne die gesamte Betonoberfläche zur Energiegewinnung herangezogen werden, da Farbstoffsolarzellen nicht nur auf pralle Sonne, sondern auch auf diffuses Licht reagieren.

Geringe Mehrkosten

Etwa zehn bis 15 Prozent mehr als herkömmliche Bauteile werden die besonderen Betonelemente wohl kosten, schätzt Klooster. „DysCrete hat das Potenzial einer kostengünstigen Energieressource.“ Auch die Ökobilanz ist vorbildlich: Die Ausgangsmaterialien für die Farbstoffsolarzelle sind leicht zu beschaffen, umweltfreundlich und gut recycelbar: In der einfachsten Variante zählen neben Fruchtsaft dazu Iodlösung, Graphit wie im Bleistift und Titandioxid, das unter anderem in Zahnpasta enthalten ist.

Auch die provisorische Herstellungsmethode für den Solarbeton ist so einfach wie genial. Mit einem umgebauten Drucker werden die Betonteile im Labor der Bau-Kunst-Erfinder beschichtet. „Wir benutzen unsere speziellen Substanzen, um die kleinen Betonplatten zu bedrucken“, sagt Klooster. Er nennt es „Low-budget Hightech“: moderne Technologie mit schmalem Budget.

Von Katja Rudolph

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