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Brennstoffzellen zum Brandschutz

Fachbericht | Wörter: 700 | Aufrufe: 6968 | Druckbare Version

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.


www.n2telligence.de

N2telligence in Hannover: ? Stand E64/1

Autor: Sven Geitmann



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