Gaschrome (hydrochrome) Schichten

Die Schaltung bei gaschromen Schichten erfolgt durch Kontakt mit einem Gas. Fur die einzufarbende Schicht wird meist ebenfalls Wolframoxid verwendet, d. h. die gaschromen Schichten zeigen im abgedunkelten Zustand ebenfalls eine tiefblaue Farbung. Die Durch – sicht bleibt wiederum erhalten.

Die transparente Wolframoxidschicht befindet sich auf der Innenseite der Doppelvergla – sung. Die Einfarbung erfolgt aber nicht wie gerade beschrieben durch elektrischen Strom, sondem durch die Einlagerung von atomarem Wasserstoff. Durch den Kontakt mit dem Wasserstoff andert die vorher „unsichtbare44 W03-Schicht ihre chemische Zusammenset – zung, farbt sich dunkelblau und streut zusatzlich das Licht. Der Wasserstoff entsteht wie folgt: Wasserdampf wird in einer Elektrolyse-Einheit durch Strom in Wasserstoff und Sau – erstoff zerlegt. Der Wasserstoff wird katalytisch (Pt) in atomaren Wasserstoff aufgespalten. Durch Wechselwirkung des atomaren Wasserstoffs bzw. der gebildeten Protonen mit den O-Atomen der Wolframoxidschicht werden O-Fehlstellen im Gitter erzeugt. Sie sind die Ursache fur die auftretende Farbanderung. Der sich bildende Wasserdampf entweicht. Die Lichtdurchlassigkeit der gaschromen Verglasung wird iiber die Wasserstoffkonzentration im Gasspalt der Verbundscheibe gesteuert. Entfarbt wird die aktivierte Schicht durch Uber- stromen mit atomarem Sauerstoff, der ebenfalls katalytisch erzeugt wird. Das Gasversor – gungsgerat, das den Wasserstoff und den Sauerstoff liefert sowie das gebildete Wasser re – cycelt, wird idealerweise in die Fassade integriert. Fiir den Aufbau einer Warmeschutzver – glasung kann der gaschrome Zweischeiben-Verbund mit einer niedrig emittierend be – schichteten Glasscheibe kombiniert werden. Je nach Gasversorgungssystem konnen Ver – glasungsflachen von bis zu 10 m2 geschaltet werden. Die Einfarbung der Glaseinheit beno – tigt etwa funf Minuten. Auch bei gaschromen Verglasungen ist ein vollstandiger Blend­schutz nicht gegeben. [15]

im Glas eingelagerten, mit Cu dotierten Silberhalogeniden (AgCl, AgBr). Durch Einstrah – lung von Licht entstehen z. B. aus Silberchlorid (AgCl) Silber – bzw. Chloratome:

AgCl Ag° + Cl-

Fur die Eindunkelung sind die Silberatome verantwortlich. Diese Photoreaktion ahnelt dem Primarvorgang des photografischen Prozesses. Anders als im photografischen Material konnen aber in den photochromen Glasem die Chloratome nicht wegdiffundieren und die Silberkeime nicht nennenswert wachsen. Dies verhindert die starre Borosilicatmatrix. Da – mit sind gunstige Voraussetzungen fiir die Ruckreaktion gegeben, die sowohl durch Licht als auch durch Warme ausgelost werden kann.

Vorteile: Sehr einfacher Aufbau (keine TCO-Schichten), keine exteme Spannungsversor – gung notwendig, kein Problem mit Kurzschlussen, in modemeren Systemen wird zum Ein – farben kein UV-Licht mehr gebraucht. Photochrome Glaser besitzen aber auch eine Reihe von Nachteilen: Die Ein – bzw. Entfarbung sind stark temperaturabhangig, die Glaser besit­zen eine mangelnde Langzeitstabilitat, einen hohen Absorptionsgrad im abgedunkeltem Zustand, sind nicht wie die oben besprochenen schaltbaren Glaser steuerbar und besitzen hohe Preise. Es gibt auch hier Neuentwicklungen (Kombination mit Farbstoffzellen), auf

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elektrochromen Schicht und einer elektrochemischen Solarzelle kombiniert. Eine Glas – scheibe wird mit einer transparenten leitfahigen Schicht (TCO) und einer elektrochromen W03-Schicht belegt. Darauf bringt man nanoporose TiCVPartikeln, die mit einer Monolage eines Sensibilisierungsfarbstoffes bedeckt sind (FarbstoffzelleX). Die Poren und der Raum zwischen Ti02 und Gegenelektrode sind mit einem festen Elektrolyten geffillt, indem Lithiumiodid (Lil) gelost ist. Als Gegenelektrode fungiert eine zweite, mit einer TCO – Schicht bedeckte Glasscheibe. Die TCO-Schichten werden mit katalytisch aktivem Platin uberzogen. Beide Elektroden sind uber einen extemen Schalter miteinander verbunden. Bei Absorption von Licht durch die Farbstoffmolekiile erfolgt ein Elektronentransfer auf die Ti02-Partikeln, die die Elektronen zum W03 weiterleiten. Dort wird das Wolfram reduziert und die photoelektrochrome Schicht farbt sich blau. Die oxidierten Farbstoffmolekiile wer­den durch die anwesenden Iodidionen gemaB З Г —> I3“ + 2 e" wieder reduziert, wobei Tri – iodidionen (I3~) entstehen. Uberschiissige Li+-Ionen diffundieren durch die porose ТІО2- Schicht in die W03-Schicht und sorgen fiir den Ladungsausgleich.

Die photoelektrochrome Schicht wird liber einen extemen Stromkreis geschaltet: 1st der Stromkreis geoffnet, farbt sich die Schicht unter Bestrahlung blau. Wird der Stromkreis geschlossen, konnen die Elektronen aus dem W03 liber den Schalter zur Gegenelektrode zuruckflieBen, wo das Platin die Rlickreaktion des I3~ zum Г katalysiert. Gleichzeitig wan – dem die Lithiumionen in den Elektrolyten zuriick. Die Schicht entfarbt sich – auch unter Bestrahlung, d. h die Lichtdurchlassigkeit kann sowohl bei Beleuchtung als auch im Dunk – len durch Schalten wieder erhoht werden.

Vorteile des photoelektrochromen Systems: Keine exteme Stromversorgung notwendig, Ein – und Entfarbung konnen unabhangig voneinander optimiert werden, durch Schalten kann die Entfarbung auch bei starker Beleuchtung verringert werden. Die Schaltzeit betragt etwa 15 Minuten.