Innovative Verschattung auf Basis elektrochromer Folien - das EELICON-Projekt -

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1 Innovative Verschattung auf Basis elektrochromer Folien - das EELICON-Projekt - Dr. Uwe Posset Fraunhofer ISC, Würzburg 4. EnergieDialog Mainfranken 26. Oktober 2015 Fraunhofer ISC, Würzburg ISC

2 2 Verschattung durch Elektrochromie H. Lorrmann / Fraunhofer ISC

3 3 Verschattung durch Elektrochromie H. Lorrmann / Fraunhofer ISC

4 Funktionsprinzip eines 5-lagigen EC-Elementes 4 Änderung der optischen Absorptionseigenschaften (der Farbe ) unter Aufnahme oder Abgabe von Elektronen Reversible Redoxreaktionen Dimmable Smart Window Source:

5 Nutzen von EC-Verglasung 5 Lawrence Berkeley National Laboratory / US Dept. Of Energy Hoher solarer Strahlungseintrag im Winter trägt zur Raumheizung bei Niedriger Strahlungseintrag im Sommer geringerer Klimatisierungsaufwand

6 Solarwärme- & Tageslichtsteuerung durch elektrochrome Fenster 6 EControl-Glas GmbH Hell Dunkel Privatsphäre Verbesserter Komfort Energieeffizienz (bis zu 30%) Schutz vor Sonnenlicht und Blendung Individuelle Gestaltung von Arbeitsplatzumgebungen With kind permission of EControl-Glas GmbH & Co. KG

7 Folienkompatible Technologien 7 A current trend is to apply 'smart glass' principles to a flexible film which opens up a whole new world of green, low-cost and commercially viable possibilities Thin-film smart glass puts rivals in the shade, European Commission RTD Top Story, Energieeffizienz (LCA) Mechanische Flexibilität Gewicht Nachrüstbarkeit Hoher Durchsatz (Produktion) (Anwendungsbeispiel) If ECDs could be made on plastic substrates they could easily be introduced in the automotive market Carl M. Lampert, Star Science, 2003 Production costs and process simplification are major issues for large area switchables. Carl M. Lampert, Star Science, 2004

8 Polymere EC-Materialien 8 z.b. PEDOT Poly(3,4-ethylendioxythiophen) Tiefblau E g Undotierte, nichtleitfähige Form σ 10 5 S/cm [Anion] x - Farblos + + Dotierung E p1 E p2 [Polaron] Dotierte, leitfähige Bipolaron-Form σ 10 3 S/cm (organisches Metall) Abscheidung: nasschemisch bei niedrigen Temperaturen (»ISCoating «) Färbeeffizienz: cm 2 /C vs cm 2 /C für anorganische Materialien

9 TT TT Technology transfer 8 Partner aus 13 Ländern koordiniert durch Fraunhofer ISC

10 Einsatz patentierter Materialien & Prozesse 10 Transparente, farblose Hellzustände Hoher elektrochromer Kontrast Chemisch variierbar (»molecular design«) pat. pend. EC Polymer Gegenelektrode Polymerelektrolyt Auftragssystem x-link Hochdurchsatzverfahren Vielfältig (modular, adaptierbar)

11 EELICON Pilotlinie and Pilotsyntheseanlage 11 M. Schott / Fraunhofer ISC Elektrodenproduktion COATEMA Monomerproduktion COC Ltd.

12 Das Produkt Elektrochrome Folie 13 *Manuell assemblierter Prototyp *Hohe Helltransmission (τ vis = %) *Farbneutral (a*/b* <3) ISC ISC Hellzustand U. Posset / Fraunhofer ISC

13 Das Produkt Elektrochrome Folie 14 *Schaltzeit s *Niedrige Dunkeltransmission (τ vis = 5-10 %) ISC ISC Dunkelzustand U. Posset / Fraunhofer ISC

14 Groupe NH photographers for HQ Robuste Technologie 16 *Schaltspannung ± 1.5 V *Schaltet bei -25 C *Mechanisch flexibel * Schaltet bei +60 C * Belastbar bis +100 C ARCELIK - Application example from former project INNOSHADE

15 Benchmarking 17 Low-e Ar Basis Hersteller Tvis [%] g-wert [%] Haze [%] Schaltzeit* Preis EC EControl-Glas 55 / / 10 nein min ++ EC SageGlass 55 / 2 38 / 9 nein min ++ LC MERCK 56 / / 30 nein 2-5 s +++ PDLC Saint-Gobain 69 / / / s + SPD Hitachi 60 / s +++ EC EELICON 55 / 5 34 / 18 nein s** (+) (Ziel) LC: Liquid crystal - PDLC: Polymer-dispersed liquid crystal - SPD: Suspended particle device * Hängt maßgeblich von Fenstergröße ab ** für DIN A3 große Elemente K. Dobberke Fraunhofer für Fraunhofer ISC

16 Weitere Trends: Neutralfärbungen, Poly-EC 19 ISC M. Schott, M. Beck, U. Posset, unevröffentichte Ergebnisse a) 0.4 V, b) 0.6 V, c) 1.4 V vs. Fc/Fc + M. Sassi, M. M. Salamone, R. Ruffo, C. M. Mari, G. A. Pagani, L. Beverina, Advanced Materials, 2012, 24,

17 Dr. Uwe Posset Fraunhofer ISC Neunerplatz Würzburg Tel Mail: uwe.posset@isc.fraunhofer.de Bild A. Schollenberger