Sauerstoffkerze

Eine Sauerstoffkerze ist ein Stahlzylinder, der eine hohe Menge an gebundenem Sauerstoff im Rahmen einer exothermen Reaktion abgeben kann.

Sauerstoffkerzen werden in Bereichen angewandt, in denen eine Reservesauerstoffversorgung notwendig ist, die ohne Zuführung von weiterer Energie bei hoher Ausfallsicherheit verwendet werden kann.

Funktion

Der Sauerstoff ist üblicherweise in Natriumchlorat (NaClO₃) gebunden, das sich nach Zündung durch eine Bariumperoxid-Eisenpulver-Mischung in der Reaktion

$\mathrm{2\ NaClO_3 \longrightarrow 2\ NaCl + 3\ O_2}$

zersetzt und dabei Sauerstoff freisetzt. Alternativ wird Lithiumperchlorat (LiClO₄) verwendet, das z. B. auf der ISS als „Emergency Oxygen Pack“ (EOP) zum Einsatz kommt.

In der Regel wird die Reaktion durch einen mechanischen Auslöser angestoßen. Teilweise wird nach Containment (Stahlzylinder) und Brikett (Ladung mit Natriumchlorat, Lithiumperchlorat) differenziert.

Auf Natriumchlorat basierende Sauerstoffkerzen erreichen Reaktionstemperaturen von ca. 600 °C, solche mit Lithiumperchlorat erreichen 450 bis 500 °C.

Einsatzgebiete

Sauerstoffkerzen werden unter anderem in folgenden Bereichen eingesetzt:

• U-Boote (insbesondere auch Rettungssysteme wie ROV Scorpio)
• Raumfahrt (z. B. Raumstationen Mir und ISS)
• Luftfahrt (Notfallsauerstoffsysteme für Passagiere im Dekompressionsfall)
• Bergbau (Selbstrettungssysteme, Zuführung von Notfallsauerstoffen durch enge Versorgungsschächte)

Gefahren

Problematisch beim Einsatz von Sauerstoffkerzen ist die Hitzeentwicklung in Zusammenhang mit der gewünschten Sauerstoffentwicklung. Die Sauerstoffkerze liefert mit Sauerstoff und Wärme zwei von drei für eine Verbrennung notwendigen Komponenten.

Auf der MIR führte eine defekte Sauerstoffkerze beinahe zur Katastrophe. Bekannt wurde auch der Absturz von ValuJet Flight 592 in den USA durch den ungesicherten Transport alter Sauerstoffkerzen oder ein Zwischenfall auf dem britischen Atom-U-Boot HMS Tireless im März 2007, bei dem zwei Matrosen ums Leben kamen.

Häufig werden insbesondere die Systeme, die kein freies Abströmen des bei der Atmung anfallenden Kohlenstoffdioxid (CO₂) ermöglichen, mit CO₂-Filtern (z. B. LiOH) versehen, um CO₂ zu binden.