Ein Forschungsteam der UC Davis hat eine Mehrschichtfolie entwickelt, die Wärme reflektiert und gleichzeitig das für die Photosynthese benötigte Licht durchlässt. Diese Technologie hat das Potenzial, die Energie- und Wassereinsparung im Gewächshausanbau deutlich zu verbessern. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Advanced Energy and Sustainability Research veröffentlicht.

Der Gewächshausanbau steigert die Obst- und Gemüseerträge und schont gleichzeitig Land- und Wasserressourcen, birgt aber in warmen Klimazonen auch das Risiko einer Überhitzung. Herkömmliche Kühlmethoden basieren auf mechanischer Belüftung und Verdunstungskühlung, die erhebliche Mengen an Energie und Wasser verbrauchen. Gängige Beschattungsmaßnahmen können zwar die Temperaturen senken, behindern aber auch die für das Pflanzenwachstum notwendige photosynthetisch aktive Strahlung (PAR). Dem Forschungsteam um Postdoktorand Amrit Kumar Thakur gelang es durch ein mehrschichtiges Strukturdesign, ein Gleichgewicht zwischen der Blockierung von Infrarotstrahlung und der Übertragung von PAR zu erreichen.

Die Folie besteht aus einem mehrschichtigen Aufbau aus Zinkoxid, Calciumfluorid und Silber. Simulationen zeigen, dass mit diesem Material beschichtetes Glas die Transmission von Nahinfrarotlicht um fast 90 % reduzieren kann, während die photosynthetisch aktive Strahlungsdurchlässigkeit bei etwa 51 % bleibt. Prognosen auf Basis eines Standard-Gewächshausmodells zeigen, dass diese Technologie den Energie- und Wasserverbrauch sowohl in heißen, trockenen Sommern als auch in milden Wintern effektiv senken kann, bei nur geringfügigen Ertragseinbußen.

Die Forscher betonten: „Das Gleichgewicht zwischen Wasser- und Stromeinsparung und -ausbeute ist besonders in Gebieten mit hoher Sonneneinstrahlung und knappen Wasserressourcen wichtig.“ Das Team arbeitet derzeit mit dem Lawrence Berkeley National Laboratory zusammen, um die Entwicklung von Mehrschichtbeschichtungen voranzutreiben, und für die entsprechende Technologie wurde bereits ein vorläufiges Patent angemeldet.

Weitere Informationen: Amrit Kumar Thakur et al., „Spektral konstruierte Kaltabdeckungen für Gewächshäuser zur Verbesserung der Energie- und Wassereffizienz in verschiedenen Klimazonen“, Advanced Energy and Sustainability Research (2025).