DysCrete

Ex­pe­ri­men­tel­le En­er­gie­er­zeugs­sys­te­me

DY­SC­RE­TE – SON­NEN­STROM AUS BE­TON

Dy­sC­re­te™ ist ein neu­ar­ti­ger, auf den Prin­zi­pi­en der Farb­stoff­so­lar­zel­le ba­sie­ren­der Ver­fah­rens­an­satz zu in­no­va­ti­ven En­er­gie er­zeu­gen­den Sys­te­men. Die Buch­sta­ben­fol­ge DYSC des Ti­tel ge­ben­den Be­griffs steht für den eng­li­schen Aus­druck Dye Sen­si­ti­zed So­lar Cell, das Kür­zel „-cre­te“ für den Werk­stoff Be­ton. Der mit­tels elek­tro­che­mi­scher Re­ak­ti­on En­er­gie er­zeu­gen­de Dy­sc­re­te ver­wen­det wie die Farb­stoff­so­lar­zel­le or­ga­ni­sche Farb­stof­fe zur Ab­sorp­ti­on von Licht. Die Ana­ly­se die­ses im­mer noch neu­ar­ti­gen tech­ni­schen An­sat­zes of­fen­bart die ho­he Kom­pa­ti­bi­li­tät der DYSC-Tech­no­lo­gie mit der Che­mie und der Phy­sik von Be­ton ein­sch­ließ­lich sei­ner Ma­te­rial- und Fer­ti­gungs­lo­gi­ken. Die Farb­stoff­so­lar­zel­le hat die Na­tur zum Vor­bild. Sie nimmt Lich nicht mit Hal­b­lei­ter­ma­te­ria­li­en, son­dern – ähn­lich wie die ch­lo­ro­phyll­hal­ti­gen Pflan­zen – mit Su­s­pen­sio­nen or­ga­ni­scher Farb­stof­fe auf. In die­sem Sin­ne ist sie ei­ne tech­ni­sche Ad­ap­ti­on der Pho­to­syn­the­se.

KON­ZEP­TI­ON & VER­FAH­REN

Die Vor­stel­lung ei­nes Be­ton­k­lot­zes, der, ein­mal mit Frucht­saft über­gos­se­nen, be­ginnt, Strom zu pro­du­zie­ren, stand am Be­ginn des Dy­sC­re­te™-Pro­jekts. Schon ers­te Ver­su­che er­ga­ben, dass ei­ne ge­ziel­te Ma­te­rial­syn­the­se aus pho­to­re­ak­ti­ven Par­ti­keln und Bau­stof­fen auf Ze­ment­ba­sis mög­lich ist. Sys­te­me wie die Farb­stoff­so­lar­zel­len ste­hen für neu­ar­ti­ge Tech­ni­ken und Ver­fah­rens­va­ri­an­ten, de­ren Po­ten­tia­le es an­wen­dungs­be­zo­gen zu ent­wi­ckeln gilt. Die Farb­stoff­so­lar­zel­le ist ei­ne der ef­fi­zi­en­tes­ten neuaen So­lar­zel­len-Tech­no­lo­gi­en. Ih­re An­wen­dung auf Werk­stof­fe wie Be­ton wur­de bis­lang au­ßer Acht ge­las­sen, weil die Auf­merk­sam­keit zu­nächst den gro­ßen Ent­wick­lungs­po­ten­tia­len von Glas ba­sier­ten trans­lu­zen­ten Mo­du­len galt. Opti­mie­rungs­be­darf be­steht vor al­lem im Be­zug­auf die Lang­zeit­sta­bi­li­tät. Dy­sC­re­te ver­folgt den An­satz ei­nes auch in-si­tu ein­setz­ba­ren Sprüh­ver­fah­rens als Schicht-Er­neue­rungs-Ver­fah­ren. An­s­tel­le der ein­ma­li­gen Ver­kap­se­lung, bei der mit dem Aus­fall ei­ner Kom­po­nen­te die ge­sam­te Zel­le un­brauch­bar wird, steht ein Schicht­grup­pen­sys­tem mit ei­ner er­neu­er­ba­ren Sand­wich-Struk­tur und ei­nem va­ria­b­len Zel­len­auf­bau.

GE­STAL­TUNGS­PO­TEN­TIA­LE

Dy­sC­re­te™ führt die Vor­tei­le von DYSC und Be­ton zu­sam­men: Be­ton mit sei­nen po­si­ti­ven Ei­gen­schaf­ten als Bau­pro­dukt (brand­si­cher, ho­he Fes­tig­keit und Dau­er­haf­tig­keit, viel­fäl­ti­ge Ein­bau­me­tho­den) bil­det die Ba­sis des Sys­tems. Die En­er­gie­er­zeu­gungs­funk­ti­on wird oh­ne zu­sätz­li­che to­xi­sche Emis­sio­nen aus frei er­hält­li­chen Kom­po­nen­ten her­ge­s­tellt. Das neu­ar­ti­ge Ma­te­rial­sys­tem ist re­ge­ne­rier­bar, weit­ge­hend re­cy­c­le­bar und um­welt­f­reund­lich. Es kann auch die En­er­gie dif­fu­sen Lichts nut­zen. Dies ist ei­ne be­son­ders her­vor­zu­he­ben­de Ei­gen­schaft, weil es da­mit im Ver­g­leich zu her­kömm­li­chen Pho­to­vol­ta­ik-Sys­te­men kaum Ein­schrän­kun­gen be­zu­̈g­lich der bau­li­chen Nut­zun­gen gibt. Dies er­öff­net neue An­wen­dungs­mög­lich­kei­ten im Be­reich der Ge­bäu­de in­te­grier­ten Pho­to­vol­ta­ik. Dy­sC­re­te™ eig­net sich be­son­ders für die Her­stel­lung von Be­ton­fer­tig­tei­len im Hoch­bau, für neu­ar­ti­ge Fas­sa­den so­wie Wand- und Bo­den­sys­te­me im In­nen- und Au­ßen­be­reich.

FUNK­TI­ONS­WEI­SE UND HER­STEL­LUNG

Tech­nisch liegt der Dy­sC­re­te™-Zel­le ein sche­ma­ti­scher Auf­bau von Funk­ti­ons­schich­ten zu­grun­de. Sie bil­den in ih­rer Ge­samt­heit ei­ne Re­dox­re­ak­ti­ons­schicht, mit­tels der un­ter Licht­ein­fall auf elek­tro­che­mi­schem Weg En­er­gie er­zeugt wird. Die Schich­ten wer­den durch die durch die ge­ziel­te phy­si­ka­lisch-che­mi­sche Mo­di­fi­ka­ti­on des Be­tons an sei­ner Ober­fläche so­wie durch die In­te­g­ra­ti­on und die Ap­p­li­ka­ti­on von Sub­stan­zen er­zeugt. Die Syn­the­se- und Be­schich­tungs­ver­fah­ren zur Her­stel­lung der Strom pro­du­zie­ren­den Ve­r­e­de­lung er­fol­gen in ei­nem kom­bi­nier­ten Sprüh- und Sin­ter­ver­fah­ren, das sich sehr gut in den Her­stel­lung­s­pro­zess von Fer­tig­tei­len in­te­grie­ren lässt. Über die Sys­tem­kom­po­nen­ten Farb­stoff und Elek­tro­lyt kann das Schicht­sys­tem auf spe­zi­fi­sche Spek­tral­be­rei­che des Lichts bis in den kaum sicht­ba­ren Be­reich hin­ein ein­ge­s­tellt wer­den. Ein gro­ßer Vor­zug des Farb­stoff sen­si­ti­vier­ten Be­tons sind die ver­g­leichs­wei­se ge­rin­gen Pro­duk­ti­ons­kos­ten. Das Sys­tem hat das tech­no­lo­gi­sche Po­ten­tial ei­ner „Low-Cost En­er­gy Sour­ce“.

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