Gezielte elektrische Felder können Flammen beeinflussen und auslöschen - tragbare Löschsysteme und verbesserte Produktionsprozesse denkbar

Feuer

Anaheim (USA)/Cambridge (USA) - Feuersbrünste wie mit einem Zauberstab einfach zum Erlöschen bringen - diese Vision ist nach den Experimenten von US-Forschern nicht mehr allzu weit hergeholt. Mithilfe elektrischer Felder hatten sie kniehohe Flammen gezielt verlöschen lassen. Hauptgrund für den Effekt sind offenbar die Rußpartikel im Feuer, die sich elektrostatisch aufladen und deshalb vom Feld beeinflusst werden. Zumindest in Innenräumen dürften sich Feuer so künftig schneller, umweltfreundlicher und ohne Löschwasserschäden bekämpfen lassen, erwarten die Forscher. Obendrein könne das Löschen aus sichererer Entfernung geschehen. Sie präsentierten ihre Erkenntnisse auf der Frühjahrstagung der American Chemical Society in Kalifornien. Denkbar sind mit der Methode auch tragbare Löschgeräte, die Feuerwehrleuten einen Weg in brennende Gebäude und heraus bahnen könnten, sowie Löschsysteme an Zimmerdecken, ähnlich wie Sprinkleranlagen. Für Feuer im Freien bis hin zu Waldbränden ist die Technik weniger geeignet. Allerdings könnte sie Industrieprozessen mit kontrolliertem Feuern - etwa in Kraftwerken, Motoren oder bei Schweißbrennern - zu mehr Effizienz verhelfen.

"Feuer zu kontrollieren ist eine enorm schwierige Herausforderung", erklärt Ludovico Cademartiri von der Harvard University in Cambridge, "doch unsere Forschung hat gezeigt, dass wir durch das Anlegen großer elektrischer Felder Flammen sehr schnell unterdrücken können." Cademartiri und sein Team hatten ein schon seit 200 Jahren bekanntes Prinzip aufgegriffen: Elektrizität kann die Form von Flammen beeinflussen. Sie kann sie zum Verbiegen, Flackern und gar zum Verlöschen bringen. Die Forscher verbanden einen 600-Watt-Verstärker, wie er etwa in Auto-Musikanlagen steckt, mit einem Metallstab und richteten mit ihm elektrische Felder auf eine kniehohe offene Flamme. Tatsächlich erlosch sie auf Anhieb und auch bei allen Wiederholungen. Cademartiri schätzt, dass bereits Verstärker mit nur einem Zehntel der Wattzahl die Flamme unterdrücken könnte. Das würde den Weg zu einfachen tragbaren Systemen ebnen.

Was genau beim elektrischen Löschen vor sich geht, ist dem Team unklar, denn das Phänomen sei komplex, mehrere Effekte würden gleichzeitig ablaufen. Allerdings scheinen in der Flamme entstehende Kohlenstoffpartikel eine große Rolle dabei zu spielen, schilderte Cademartiri: "Rußpartikel können sich leicht elektrisch aufladen. Die geladenen Teilchen reagieren auf das elektrische Feld und beeinträchtigen die Stabilität der Flammen." Es gelang den Forschern mit der Methode auch, Flammen am Entzünden eines brennbaren Gas-Luft-Gemisches zu hindern. Inzwischen arbeiten sie daran, ein genaueres Bild der komplexen chemischen - und physikalischen - Vorgänge einer Verbrennung zu bekommen.

Heute übliche Löschmethoden beruhen darauf, dem Feuer Wärme, Sauerstoff oder weiteres Brennmaterial zu entziehen. Systeme mit Wasser sollen kühlen und die Flammen ersticken, Schaum, Löschpulver oder auch Kohlendioxid vor allem ersticken. Allerdings verursachen diese Varianten oft erhebliche Schäden durch Löschwasser oder weniger umweltfreundliche Substanzen.

Für große Feuer im Freien scheint die Methode vorerst nicht geeignet, wegen der großen betroffenen Flächen und der enormen Glut. In Gebäuden, Fahr- und Flugzeugen oder auch U-Booten dürfte sie sich aber als Löschmittel der Wahl anbieten. Im kleinen Rahmen können elektromagnetische Wellen durchaus gezielt die Flammen- und Wärmeverteilung von Feuer beeinflussen, berichtet Cademartiri. Deshalb könnte die Methode obendrein die Effizienz eines ganzen Spektrums von gezielten Verbrennungsprozessen in der Industrie verbessern helfen - von Hochöfen und Kraftwerken über Automotoren bis zu Schneid- und Schweißbrennern.