Ökologiepreis der Viktor & Sigrid Dulger Stiftung 2025

Die Heidelberger Akademie der Wissenschaften verlieh den Ökologiepreis 2025 der Viktor & Sigrid Dulger Stiftung an Gan Huang. Er hat ein neuartiges Metamaterial auf Polymerbasis für nachhaltige Kühlung entwickelt. Es schützt große Glasflächen an Häusern, indem es Blendeffekte reduziert, Wasser und Staub abweist und eine passive Kühlung durch Abstrahlung von Wärme in die Kälte des Weltraums ermöglicht - und das alles, während es das meiste sichtbare Sonnenlicht durchlässt. Das innovative Material lässt sich einfach als Beschichtung auf bestehende Glasfenster oder Dächer aufgetragen und stellt eine vielversprechende Schlüsseltechnologie für energieeffiziente Gebäude der nächsten Generation dar. Mit Gan Huang ging der Preis zum zweiten Mal in Folge an das KIT.

Der Kühleffekt wird ohne Einsatz von Elektrizität und ohne Emission von Treibhausgasen erreicht. Das Prinzip der Strahlungskühlung lässt sich im Alltag nachvollziehen, besonders im Herbst: „Wenn ein Auto nachts unter freiem Himmel steht, können die Scheiben vereisen, auch wenn die Temperatur über dem Gefrierpunkt liegt“, erklärt Gan Huang. „Die Scheiben tauschen ihre Temperatur mit dem Nachthimmel aus.“ Strahlungskühlung heißt also, Wärme durch die Atmosphäre ins Weltall zu schicken. Die Atmosphäre ist allerdings nur in einem bestimmten Bereich des Spektrums für Wärmestrahlung durchlässig – dieses Fenster gilt es zu treffen.

Das von Dr. Gan Huang entwickelte, kostengünstig aus einem Polymer hergestellte Metamaterial weist eine Pyramidenstruktur auf, lässt Sonnenlicht durch und schickt Wärme im Bereich zwischen acht und 13 Mikrometern Wellenlänge ins All. „Bei der Entwicklung haben wir uns an einem Vorbild in der Natur orientiert“, verrät der Wissenschaftler. „Die in der Sahara lebende Silberameise weist eine Behaarung auf, die Licht reflektiert und Wärme abgibt. So kann die Ameise bei extrem hohen Temperaturen überleben.“ Tests am KIT haben ergeben, dass sich dieser Effekt am besten durch ein Metamaterial mit weniger als zehn Mikrometer kleinen Pyramiden nachahmen lässt. Die Polymerfolie eignet sich zum Aufbringen auf Gebäude- und Fahrzeugdächern. Überdies kombiniert Huang die als „passive daytime radiative cooling“ (PDRC) bezeichnete Technologie synergetisch mit Hybridsolarmodulen, um die Energien der heißen Sonne und des kalten Weltalls zusammen zu nutzen und Strom, Wärme und Kälte gleichzeitig bereitzustellen.