Die dünnste Heizung der Welt

Nano hier, Nano da, Nanotechnologie überall. Auch im Bauwesen. Man verwendet Nanotechnologie an Gebäuden bereits in größerem Stil in bzw. auf Baustoffen, deren Oberflächen schmutzabweisend sein sollen (Lotuseffekt) oder die Schadstoffe und Gerüche der Umwelt unschädlich machen (Titanoxid). Nun verwenden ein paar findige Tüftler der Firma Albnano aus dem Süden Deutschlands Nanopartikel auch, um eine Tapete zu einer Heizung zu machen. Damit haben sie wohl die dünnste Heizung der Welt entwickelt und patentiert.

Naja, korrekt ausgedrückt sollte man wohl besser sagen, dass bei der Firma Albnano ein wärmeabgebender Stoff entwickelt wurde, der die Funktion einer Heizung in einem Gebäude übernehmen kann, wenn er als Beschichtung auf papierdünnen Trägermaterialien aufgebracht wird. Oder er kann eine Jacke angenehm erwärmen oder einen Flugzeugflügel bei Bedarf enteisen. Anwendungen für diese Technologie, die die Wärme zudem noch bei geringem Energieeinsatz zur Verfügung stellt, scheinen also zur Genüge vorhanden zu sein.

Diese Dispersion auf Akrylatbasis und aus Kohlenstoffpartikeln in Nanogröße (Carbon Nanotubes, CNT) kann also auf einer Reihe von Oberflächen aufgebracht werden. Auf diesem Trägermaterial wird sie mit einer ungefährlichen elektrischen Niederspannung von 12 oder 24 Volt erwärmt und gibt dann die Wärme gleichmäßig und energieeffizient an die beschichtete Fläche ab. Ermöglicht wird die Wärmeerzeugung durch hohe elektrische Leitwerte und einem Oberflächenwiderstand mit bis zu 20 Ohm im Beschichtungsmaterial. Die Beschichtungsdicke kann dabei zwischen 2 und 5 Mikrometern liegen, jenachdem wie hoch die Wärmeabgabe sein soll. Im Standardfall können so Oberflächentemperaturen um die 80°C erreicht werden. Mit anderen Beschichtungen sind auch Temperaturen bis 500°C möglich. Die Nanobeschichtung ist als Dispersion, als technisches Textil oder – wie bereits beschrieben – in Papierform erhältlich.

Da diese Technologie mit Strahlungswärme arbeitet und man in Gebäuden oder Fahrzeugen – hier werden vom Hersteller speziell Caravans genannt – sehr viele Raumflächen oder Oberflächen von Einrichtungsgegenständen bedecken kann, sind angenehme Innenraumtemperaturen bereits mit einer Oberflächentemperatur von 22°C zu verwirklichen. Ein interessanter Aspekt am System: Man kann die Heizung auch mit einer SMS anschalten und damit schon vor der Ankunft zu Hause oder im Wohnmobil ein wenig Wärme erzeugen. Auch als Möglichkeit zur Beheizung von Wärmebrücken in kalten Gebäudeecken sieht der Hersteller sein Produkt.

Beschichtungen, die aus der Dispersion bestehen, können nahezu unabhängig von den Konturen des Trägers ausgeführt werden. Sie sind darüber hinaus sehr robust und zeichnen sich durch einen gute Dauerelastizität aus. Auch eine Beständigkeit gegenüber Wasser und alkalischen Materialien ist gegeben. Die Trocknungszeit beträgt ca. 15 bis 30 Minuten, wonach ein weiterer Anstrich aufgebracht werden kann. Das Auftragen der Dispersion kann herkömmlich mit Pinsel oder durch Rollen erfolgen. Die Gefahr lokaler Überhitzung ist nicht gegeben, da die Dispersionsschicht gleichmäßig aufgetragen wird.

Die Vorteile des Heizpapiers liegen in dessen geometrischer Flexibilität – man kann es u.a. falten oder perforieren – und dem geringen Gewicht im Vergleich zu herkömmlichen Heizelementen. Als Heizung mit sehr guter Heizleistung kann das Papier auch gänzlich kostenlos arbeiten, wenn es – mit Niederspannung betrieben – an Solaranlagen oder Windkraftanlagen angeschlossen wird, dessen frostfreie Arbeit es gewährleisten soll.

Ähnliche Vorteile bietet die Beschichtung natürlich auch, wenn sie auf textile Trägermaterialien aufgebracht wird. Sie kann dann sogenannten SmartTextiles als Wärmequelle dienen. Je nach Widerstand in der leitenden Schicht sind unterschiedliche Temperaturen einstellbar. Die Produktion sollte relativ einfach sein, da der Stoff wie herkömmliche Textilien auch als flexible Meterware hergestellt und dann auf Maß zugeschnitten werden kann. Elektrische Komponenten wie Energiequellen werden danach hinzugefügt. Trotz Beschichtung behalten die Textilien laut Hersteller ihre ursprünglichen Eigenschaften wie Luftdurchlässigkeit oder Atmungsaktivität.

Zur Zeit wird die Heizdispersion noch zusammen mit Bayer Material Science produziert, soll aber in Zukunft in Eigenregie hergestellt und vermarktet werden.