Leichte Composite-Druckluftflaschen mit Kohlenstoffnanoröhren entlasten Feuerwehrleute und verbessern Rettungseffizienz

Hochdruck-Druckluftflaschen, die Feuerwehrleute bei Brandeinsätzen auf dem Rücken tragen, wurden durch den Einsatz von Verbundwerkstoffen über die Jahre leichter, wiegen aber immer noch durchschnittlich etwa 27 Kilogramm (mehr als 59 Pfund), so der Kohlenstoffnanoröhren-Hersteller OCSiAl (Leudelange, Luxemburg und Columbus, Ohio, USA). Mithilfe von OCSiAls TUBALL einwandigen Kohlenstoffnanoröhren (auch Graphen-Nanoröhren genannt) hat der Composite-Tank-Hersteller Techplast (Wieprz, Polen) eine Flasche entwickelt, die angeblich weniger als 2,8 Kilogramm (6,1 Pfund) wiegt.

Der 6,8-Liter-Tank besteht aus drei Schichten: einem PET-Inliner, einem Carbonfaser/Epoxid-Tank, der mit den TUBALL-Nanomaterialien im Epoxidmatrix verstärkt ist, und einer äußeren Epoxidbeschichtung.

OCSiAl betont, dass das geringe Gewicht der Zylinder Feuerwehrleuten ermöglicht, sich schneller zu bewegen und in Notfallsituationen wertvolle Zeit zu sparen. Zudem reduzieren die Zylinder den Energie- und Kraftstoffverbrauch beim Transport.

„Graphen-Nanoröhren in der Composite-Verstärkung bringen Verbesserungen der interlaminaren Scherfestigkeit (ILSS), was zu einer Erhöhung des Berstdrucks um bis zu 30 % führt, wie die Ergebnisse von Zylinder-Schlagtests zeigen“, sagt Piotr Saferna, F&E-Leiter von Techplast. „Diese unglaubliche Verbesserung der Schlagfestigkeit hat es uns ermöglicht, das Gewicht des Zylinders zu reduzieren, während die mechanischen Eigenschaften erhalten bleiben. Das Ergebnis ist der leichteste 6,8-Liter-Zylinder der Welt für 300 bar Betriebsdruck. Die Gesamtmasse unseres SAFERnano-Zylinders einschließlich aller Schutzanbauteile und Beschichtungen beträgt weniger als 2,8 Kilogramm. Diese neue Zylinder-Generation erreicht eine Gewichtsreduktion von bis zu 75 % im Vergleich zu konkurrierenden Lösungen und von 15 % im Vergleich zu unserer vorherigen Produktgeneration.“

Laut OCSiAl arbeitete das F&E-Team von Techplast drei Jahre an der Entwicklung des SAFERnano-Composite-Zylinders, der weltweit bereits erhältlich ist und kürzlich die TÜV-Zertifizierung erhielt. Diese bestätigt die vollständige Einhaltung internationaler Sicherheitsstandards für die Lagerung verschiedener Gase, darunter Luft, Sauerstoff, Stickstoff und Kohlendioxid.

Neben den aktuellen Anwendungen in der Feuerwehreinsatz- und Rettungsbranche zeigen SAFERnano-Zylinder mit höherer Kapazität von bis zu 350 Litern Potenzial für die Wasserstoffspeicherung in Brennstoffzellen-Fahrzeugen.