EnOB: ElchFen – elektrochrom schaltende Fenster mit großer Farbvielfalt / Teilvorhaben: Generierung anforderungsgerechter Festelektrolyte und Redox-Polymere sowie deren Prozessierung zu flexiblen elektrochromen Zellen
Projektleiter: Dr. Gulnara Konkin
Projektnummer: 03EN1033B
Laufzeit: 01.08.2021 – 31.07.2024
Aufgabenstellung
Das Projekt hatte das Ziel, elektrochrome Glasverbünde auf Basis grau-schwarz schaltender Polymere zu entwickeln, um eine farbneutrale Alternative zu herkömmlichen elektrochromen Verglasungen bereitzustellen. Im Mittelpunkt stand die Entwicklung von Materialien, die im gesamten sichtbaren Wellenlängenbereich gleichmäßig absorbieren und so eine neutrale Farbgebung ermöglichen. Ein wesentlicher Aspekt war der Einsatz elektrochromer Polymere, die kosteneffizient verarbeitet werden können. Diese Polymere sind in Lösungsmitteln löslich und lassen sich mittels Rolle-zu-Rolle-Verfahren großflächig auf Glas- und Kunststoffsubstrate aufbringen. Dadurch werden nicht nur die Materialkosten gesenkt, sondern auch hochwertige Beschichtungen realisiert. Besonders vielversprechend erwiesen sich Kunststofflaminate, da sie eine flexible Nachrüstung bestehender Verglasungen ermöglichen.
Ergebnisse
Im Rahmen des Projekts wurden neuartige Spezialpolymere entwickelt, die eine hohe Löslichkeit aufweisen, sowohl mono- als auch polyelektrochrome Eigenschaften besitzen und in einem Redoxzustand nahezu gleichmäßig über den gesamten sichtbaren Wellenlängenbereich absorbieren. Die Verarbeitung dieser elektrochromen Polymere auf ITO-PET-Folien erfolgte erfolgreich im Rolle-zu-Rolle-Verfahren, wodurch ein wichtiger Meilenstein für die Skalierung erreicht wurde. Zudem konnte die Herstellung der Polymere innerhalb des Projektverbunds bereits auf wirtschaftlich relevante Maßstäbe ausgeweitet werden. Die abschließende Laminierung zwischen Glasschichten wurde zunächst im Labormaßstab realisiert, soll jedoch zukünftig an die Anforderungen realer Einsatzszenarien angepasst werden. Insgesamt konnte somit ein durchgängiger Entwicklungsprozess von der Herstellung der Kunststoffsubstrate und Monomere bis hin zur Produktion von Glaslaminaten demonstriert werden.
Anwendung
Diese schaltbaren Verglasungen sind besonders in der Architektur, der Automobilbranche und bei optischen Elementen gefragt.
