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Tarnnebel - Phosphor(V)-nitrid als Ersatz für roten Phosphor

TarnnebelPhosphor(V)-nitrid als Ersatz für roten Phosphor

Roter Phosphor ist allgemein bekannt als Bestandteil von Streichhölzern und Reibflächen. Weniger bekannt ist, dass roter Phosphor auch in pyrotechnischen Nebelsätzen verwendet wird.

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Diese Nebelsätze werden von der Bundeswehr zum Schutz von Personen, Fahrzeugen und Schiffen und seit über zehn Jahren in Deutschland auch zum Schutz von zivilen Infrastruktureinrichtungen wie z.B. Kernkraftwerken genutzt.

Wenn Phosphor an der Luft verbrennt, entstehen dabei dichte Nebel aus Phosphor(V)-oxid, P4O10, einem Stoff, der begierig Wasser anzieht und dabei Phosphorsäure, H3PO4, bildet. Diese Nebeltröpfchen blockieren sehr wirksam sichtbares Licht und Infrarotstrahlung und bieten daher sogar Schutz gegen militärische Nachtsichtgeräte und Wärmebildkameras.

Allerdings ist die Herstellung von Nebelsätzen mit rotem Phosphor sehr gefährlich. Wie schon die Anwendung in Zündhölzern zeigt, ist Roter Phosphor sehr reibempfindlich. Er kann bei geringstem Anlass entflammen, während pyrotechnische Sätze mit rotem Phosphor sogar heftig explodieren können.

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Aus diesem Grund kommt es bei der Herstellung von Nebelsätzen immer wieder zu schweren Brand- und Explosionsunglücken mit zum Teil tödlichem Ausgang. Auch die betreffenden Nebelkörper sind sehr empfindlich und auch hier kommt es daher immer wieder zu entsprechenden Unfällen.

Schließlich zersetzt sich roter Phosphor an der Luft langsam unter Bildung des sehr giftigen und hoch entzündlichen Phosphans, PH3. Nebelsätze und Nebelkörper setzen daher unentwegt dieses in kleinsten Mengen nach Knoblauch riechende gefährliche Gas frei.

Aufgrund dieser gravierenden Nachteile wird seit vielen Jahren weltweit nach Alternativen zu rotem Phosphor in Tarnnebeln gesucht. In Zusammenarbeit mit der Technischen Militärakademie Warschau ist es dem Kaiserslauterer Chemiker Dr. Ernst-Christian Koch nun gelungen, die Gefahren des Phosphornebels zu bändigen.

Wie die Fachzeitschrift Angewandte Chemie in ihrer jüngsten Vorabausgabe berichtet, http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.201609532/abstract, haben Koch und sein polnischer Kollege, Prof. Dr. Stanislaw Cudzilo roten Phosphor durch das unempfindliche und ungiftige Phosphornitrid ersetzt.

Phosphornitrid ist im Reinzustand praktisch unbrennbar. Pyrotechnische Sätze mit Phosphornitrid sind sehr unempfindlich gegenüber Reibung und Schlag und erzeugen dichtere Nebel als herkömmliche Sätze mit rotem Phosphor und schließlich bildet Phosphornitrid keinen hochgiftigen und entzündlichen Phosphorwasserstoff.

Nach Ansicht von Koch und Cudzilo wird Phosphornitrid entscheidend dazu beitragen, schlimme Unfälle bei der Herstellung und Handhabung von Tarnnebel zu verhindern. Weiterhin verbessert Phosphornitrid die Leistung und Stabilität der Tarnnebel und gewährleistet damit einen deutlich besseren Schutz im militärischen wie zivilen Bereich.

Dr. Ernst-Christian Koch hat von 1987-1995 am Fachbereich Chemie der Technischen Universität Kaiserslautern studiert und bei Prof. Dr. C. G. Kreiter promoviert. Er ist seit 2007 Lehrbeauftragter am Fachbereich Chemie. Nach verschiedenen Leitungsfunktionen in der deutschen wehrtechnischen Industrie und einem achtjährigen Auslandsaufenthalt bei der NATO in Brüssel und am Defence College des Vereinigten Königreiches in Großbritannien ist Dr. Koch seit dem Jahr 2015 in Kaiserslautern als selbständiger Sachverständiger im Bereich Pyrotechnik und Explosivstoffe tätig.

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