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StartseiteForschung aktuellKlimakiller und Heilsbringer01.08.2006

Klimakiller und Heilsbringer

Fluor-Verbindungen sind für moderne Chemie und Technik unverzichtbar

<strong>Chemie. - Beim Stichwort Fluor fällt den meisten Menschen spontan "Zahnpflege" ein. Doch das Element ist vielseitig und findet sich auch in Flachbildschirmen, Bratpfannenbeschichtung oder Mikroelektronik. Über Neuigkeiten in der Fluorchemie diskutieren derzeit über 400 Chemiker aus aller Welt bei einem Symposium in Bremen.</strong>

Von Folkert Lenz

Fluor ermöglichte erst Teflon-Pfannen, ist aber auch am Ozon mit schuld. (NOAA)
Fluor ermöglichte erst Teflon-Pfannen, ist aber auch am Ozon mit schuld. (NOAA)

Fluor ist ein aggressives, gelb-grünes Gas - in der freien Natur praktisch nicht zu finden. Dort kommt es nur in gebundener Form vor, in Salzen, den so genannten Fluoriden. So stellt die Industrie das Fluor auf synthetischem Wege her, denn dort gilt es als unverzichtbar. Das Gas reagiert mit fast allen anderen chemischen Elementen. Die entstehenden Verbindungen sind extrem stabil – vor allem, wenn Kohlenstoff im Spiel ist, können sie kaum gespalten werden. Oberflächen können mit Fluor hart und dicht gemacht werden. Die Bratpfanne, die nicht anbrennt, ist ein Beispiel. Und Kunststoffe vertragen selbst Benzin, wenn Wasserstoffatome durch Fluor ersetzt werden. Das macht Plastiktanks für Autos möglich, so der Bremer Bremer Chemieprofessors Rüdiger Mews:

"Wenn wir dann die Oberfläche fluorieren, dann bekommen wir eine Art Teflonoberflächenschicht. Und dieses Fluor ist größer als der Wasserstoff, so dass die Oberfläche abgedichtet wird und der Verlust an Treibstoff beim Stehenlassen, also die Diffusion durch die Kunststoffbehälter, wird stark gemindert."

Die Eigenschaften von Fluor wollen sich auch die Elektrochemiker zu Nutze machen. Sie tüfteln derzeit an Batterien, die bis zu zehn Jahre leben und Spannungen bis zu 120 Volt abgeben. Gerd-Volker Röschenthaler:

"Man kann damit bei einer Lithiumbatterie eine höhere Leistung und größere Spannung erzeugen, indem man Fluorverbindungen einsetzt, weil sie thermisch sehr stabil sind, und weil sie auch bei tiefen und bei hohen Temperaturen eine Lithiumbatterie am Leben erhalten, also gut arbeiten lassen."

So könnten Lithiumbatterien künftig nicht nur als Knopfzellen oder in Geräten mit geringer Leistung zum Einsatz kommen, sondern auch im Auto, glaubt Rüdiger Mews:

"Das Oxidationspotenzial des Fluors ist eben sehr hoch. Das ist das Höchste, was wir bei den Elementen haben. Auf der anderen Seite ist Lithium, das ein sehr niedriges Oxidationspotenzial hat. Und die Kombination dieser beiden Elemente ergibt dann Batterien, denen höchste Spannung möglich ist. "

Auch in der Medizin hoffen die Chemiker, mit Fluor zu Innovationen zu gelangen. Schon jetzt werden Verbindungen zur Herstellung von Blutersatzstoffen oder Medikamenten, die den Fettstoffwechsel regulieren, eingesetzt. Seit neuestem bauen die Pharmazeuten Fluoratome in Antibiotika ein. Solche Stoffe sind für selbst für hartnäckige Bakterien eine harte Nuss, sagt Röschenthaler.

"Enzyme, die in Bakterien arbeiten, werden durch solche Verbindungen gehemmt. Enzyme haben oft Schwierigkeiten, solche Verbindungen abzubauen. Damit werden bestimmte Abbauwege blockiert. Und das ist wichtig, um zum Beispiel Bakterien umzubringen."

Doch der Vorteil von Fluorverbindungen – ihre Zähigkeit – kann bisweilen auch zum Nachteil werden: Die Moleküle gelten als zu langlebig. Fluorchlorierter Kohlenwasserstoff – FCKW – kann praktisch in der Atmosphäre nicht abgebaut werden und hat sich als Ozonkiller einen Namen gemacht. FCKW darf als Kühlmittel in Kühlschränken bekanntlich nicht mehr eingesetzt werden. So versuchen die Wissenschaftler nun, Methoden zu entwickeln, um vor allem die kräftigen Kohlenstoff-Fluorverbindungen wieder zu knacken - wenn es sein muss.

"Es gibt bestimmte Katalysatoren, die das tun auf Rhodiumbasis, die das schaffen können. So dass man also eine gewisse Umweltbeeinträchtigung damit wieder beheben kann."

Bislang wird Fluor in riesigen Anlagen aus Flussspat isoliert. Vor allem kleine Pharmahersteller und Industriebetriebe wären aber froh, wenn sie das Gas dann herstellen könnten, wenn sie es brauchen. In Japan sind jetzt erste Mini-Generatoren entwickelt worden. Deren Graphitelektroden sind mit einer leitenden Diamantschicht besetzt. So kann reines Fluor ohne Kohlenstoffverunreinigungen produziert werden - und in kleineren Mengen. Das könnte in Zukunft viele riskante Transporte des aggressiven Gases überflüssig machen. Auch die nicht ganz ungefährliche Lagerung von Fluor wäre dann in vielen Fällen unnötig.

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