N2telligence bietet mehr Sicherheit durch weniger
Sauerstoff
Abb. 1: Lars Frahm während der CeBIT 2007 (frahm.jpg)
Abgas zur Brandprävention nutzen – das hört sich
zunächst nach einem dreckigen und stinkenden Verfahren inmitten
einer großen Qualmwolke an. Beim zweiten Gedanken kommt man dann
ins Grübeln und überlegt, dass im Abgas kaum noch Sauerstoff
enthalten sein dürfte, schließlich ist dieser zuvor verbrannt.
Und ohne Sauerstoff gibt es auch keine Oxidation. Der Aha-Effekt
kommt dann aber erst, wenn Lars Frahm, einer der
Geschäftsführer von N2telligence, erklärt, dass es sich bei
dem Abgas eher um Abluft handelt, und die ist weder dreckig noch
stinkig, denn sie stammt aus einer Brennstoffzelle.
Lars Frahm und Andreas Exler sind typische Jungunternehmer,
wie man sie sich vorstellt: Jung, dynamisch, erfolgreich, mit
vielen neuen Ideen. Gemeinsam gründeten die beiden
Wirtschaftsingenieure im Juli 2006 eine Gesellschaft: die
N2telligence GmbH, die sich dem Thema Brandschutz durch
Sauerstoffreduzierung widmet. Hintergrund ihrer Tätigkeit ist
ein ganz einfaches Prinzip: Indem die Sauerstoffkonzentration in
Räumen reduziert wird, sinkt die dortige Brandgefahr. Andreas
Exler bringt es auf den Punkt: „Wo kein Sauerstoff, da kein
Feuer.“
Die eigentliche Idee, Brandschutz durch O2-Reduzierung zu
betreiben, ist nicht neu. Hier gibt es bereits Unternehmen, die
beispielsweise mit Hilfe von Luftzerlegungsmembranen zunächst
die Bestandteile der Luft trennen, um dann nur den Stickstoff
wieder in den Raum zu entlassen. Derartige Verfahren sind
allerdings vergleichsweise laut. Zudem benötigen sie Strom für
die Kompressoren.
Eine Alternative dazu fand eine Hamburger Arbeitsgruppe beim
Luftfahrtunternehmen Airbus während der Arbeit an
Brennstoffzellenlösungen für Flugzeuge. Julika Bleil, Andreas
Westenberger und Claus Hoffjann entwickelten das neue
Arbeitsprinzip gemeinsam mit Lars Frahm, der die Exklusivrechte
zur Vermarktung der Erfindung außerhalb der Luftfahrttechnik
erhielt und auf N2telligence übertrug.
Brennstoffzelle als N2-Produzent
Zentraler Ansatzpunkt der Erfinder sind die Brennstoffzellen.
Diese verfügen nach einhelliger Meinung der Team-Mitglieder
über mehr Fähigkeiten, als nur Strom, Wärme und Wasser
erzeugen zu können. Die modernen Energiewandler können den
Sauerstoffgehalt in geschlossenen Räumen senken, indem die
Umgebungsluft in der Zelle oxidiert und durch stickstoffreiche
Abluft substituiert wird. Der O2-Gehalt kann dadurch kontrolliert
abgesenkt werden, so dass brandgefährdete Räume weiterhin
begehbar bleiben, ein Feuer aber nicht entfacht werden kann.
brandrisiko.jpg
Quelle: N2telligence
Lars Frahm erklärt: „Indem man den Volumenstrom an der
Brennstoffzellen-Kathode verändert, verändert sich auch der
Sauerstoffgehalt der Abluft. Da die benötigte O2-Menge während
des Betriebs konstant ist, kann der Stickstoffanteil in der
Abluft durch die Änderung des Lambda-Wertes eingestellt
werden.“ Das wichtigste Kriterium, um effektiven Brandschutz
betreiben zu können, sei allerdings die Dichtigkeit des Raumes,
fügt der Jungunternehmer an. Zunächst erfolgt bei der
Inbetriebnahme eine Inertisierungsphase, bei der der
Sauerstoffgehalt der Luft in dem jeweiligen Raum von 21 % auf den
gewünschten Wert (8 bis 18 %) gesenkt wird. Frahm erläutert:
„Danach muss man nur noch die Leckage-Rate ausgleichen. Je
dichter der Raum ist, desto seltener ist die Brennstoffzelle in
Betrieb.“
Je nach Bedürfnissen lässt sich das System für die
jeweilige Anwendung individuell einstellen. Soll beispielsweise
die Entzündung von Dieselkraftstoff verhindert werden, muss der
O2-Gehalt bis auf 14 % reduziert werden. Sollen alle Kerzen im
Raum gelöscht werden, reicht eine Absenkung bis auf 16,8 % aus.
Multi-Tasking
Ein entscheidender Pluspunkt bei diesem Prinzip ist, dass die
Räume weiterhin für Menschen begehbar bleiben. Die jeweils
empfohlene Aufenthaltsdauer in derart geschützter Umgebung ist
zwar seitens der Berufsgenossenschaft begrenzt, aber
schwerwiegende gesundheitliche Beeinträchtigungen seien nach
Ansicht der Norddeutschen nicht zu erwarten. Frahm rechnet vor:
„Der Sauerstoffpartialdruck bei 15 % auf Meereshöhe
entspricht dem in 2800 Metern Höhe. Und im Inneren von
Flugzeugen herrschen durch den reduzierten Kabinendruck die
gleichen Verhältnisse wie bei 17 % O2-Gehalt.“ Dennoch
empfiehlt er sicherheitshalber eine ärztliche Untersuchung,
bevor längere Zeit in entsprechenden Räumen gearbeitet werden
soll, um bereits im Vorwege Herz- und Kreislaufprobleme
ausschließen zu können.
Mit ihrem Konzept wollen die Jungunternehmer gleich mehrere
Fliegen mit einer Klappe schlagen. Neben der Brandprävention
versprechen sie auch eine Betriebskostenabsenkung auf mehreren
Ebenen. Andreas Exler erklärt warum: „Unser System
benötigt keinen Strom, es erzeugt vielmehr welchen, wie ein
Auto, das beim Fahren Sprit erzeugt. Dadurch sind Sie nicht nur
vor Feuer geschützt, sondern auch vor Stromausfällen.“
Außerdem sehen sie ein breites Anwendungsspektrum.
„Unser System eignet sich sowohl für Rechenzentren als auch
für Gefahrstofflager. Aber auch in Museen und Archiven ist der
Einsatz sinnvoll. Also überall dort, wo Sauerstoff – aus
welchen Gründen auch immer – nicht willkommen ist“,
erläutert Lars Frahm. Je nach Größe der Brennstoffzelle und
nach Dichtigkeit von Türen und Fenstern können auf diese Weise
Räume beliebiger Größe geschützt werden.
Einen praktischen Eindruck ihrer Schaffenskraft geben die
Hamburger während der Hannover Messe 2008, die vom 21. bis 25.
April in Hannover stattfindet. Dort präsentierten sie ein neues
Anwendungsgebiet: Die Sauerstoffabsenkung in einem Zelt, damit
Ausdauersportler im Schlaf Höhentraining simulieren können.
