Herstellung und Charakterisierung von typischem Kaliumsalz-Dry-Water und seine Löschwirkung

Sicherere Wege, alltägliche Brände zu löschen

Haushalts- und Lagerbrände beginnen häufig in gewöhnlichen Materialien wie Möbeln, Paletten und Bauholz, doch sie schnell und sauber zu löschen, bleibt eine Herausforderung. Viele früher sehr wirksame Löschmittel können die Umwelt schädigen, andere hinterlassen erstickenden Staub oder schaffen es nicht, langsames, verstecktes Glimmen tief im Brennstoff zu stoppen. Diese Studie untersucht eine neue Art von „Dry Water“ auf Basis von Kaliumsalzen, die die Kühlwirkung von Wasser, die Reichweite eines Pulvers und eine sauberere Umweltbilanz zu vereinen versucht.

Ein seltsames Material, das größtenteils aus Wasser besteht

„Dry Water“ klingt wie ein Widerspruch, ist aber in Wirklichkeit winzige Wassertröpfchen, umhüllt von einer feinen Schale aus wasserabweisendem Silikapulver. Für Auge und Tastsinn verhält sich das Material wie ein frei fließendes, weiches Pulver, obwohl mehr als 90 Prozent davon tatsächlich flüssig sind. Die Forschenden entwickelten zunächst ein reproduzierbares Herstellverfahren: deionisiertes Wasser kräftig mit hydrophober (wasserabweisender) Kieselsäure bei einer bestimmten Geschwindigkeit und Dauer zu mischen, sodass die Flüssigkeit in viele kleine Tröpfchen zerrissen und sofort beschichtet wird. Anschließend lösten sie verschiedene Kaliumsalze im Wasser, bevor die Beschichtung erfolgte, und fügten in einigen Fällen ein pflanzenbasiertes, kalt härtendes Gel hinzu, das den Partikeln hilft, unter Druck ihre Form zu behalten.

Robustere, besser fließende Partikel herstellen

Mit leistungsfähigen Mikroskopen beobachtete das Team, dass die Dry-Water-Partikel annähernd kugelförmig sind und eine raue, körnige Außenschicht aus Kieselsäure besitzen. Wenn das kalt härtende Gel hinzugefügt wurde, waren die Partikel tendenziell etwas größer, überstanden dafür aber auch hohen Druck deutlich besser: Statt wieder zu einer Flüssigkeit zusammengepresst zu werden, komprimierten sie sich leicht und behielten ihre Struktur. Messungen der Partikelgröße und der Fließeigenschaften zeigten, dass gut hergestelltes Dry Water eine enge, einheitliche Größenverteilung aufweist und sich ähnlich wie feiner Sand verhält. Dieses Gleichgewicht ist wichtig, weil das Material sowohl reibungslos durch Rohre und Düsen transportiert werden als auch lange genug intakt bleiben muss, um das Herz eines Feuers zu erreichen.

Dry Water in Tests an Holzbränden

Um zu prüfen, wie sich diese Pulver in realen Flammen verhalten, bauten die Wissenschaftler eine Prüfaufstellung mit gestapelten Kiefernstreifen, einer Brandwanne zum Entzünden und mehreren Thermoelementen sowie einer Infrarotkamera zur Temperaturüberwachung. Sie verglichen vier Varianten: unmodifiziertes Dry Water und Dry Water mit drei verschiedenen Kaliumsalzen — Kaliumacetat, Kaliumchlorid und Kaliumdihydrogenphosphat — wobei zur Festigkeit das Gel zugesetzt wurde. Unter einem Standarddruck von Stickstoffgas wurde jedes Mittel auf voll entfaltete Holzbrände gesprüht. In allen Fällen wurden die Flammen niedergeschlagen und die Temperaturen in und über dem Holz sanken innerhalb von zwei Minuten unter 100 °C, was zeigt, dass alle Pulver diesen Brandtyp löschen können.

Warum Kaliumacetat am besten wirkt

Obwohl alle vier Materialien die Brände löschen konnten, hob sich das auf Kaliumacetat (CH₃COOK) basierende Produkt hervor. Es kühlte den heißesten Teil der Flammen schneller ab und benötigte die geringste Masse an Löschmittel, um das Ziel zu erreichen. Detaillierte Tests deuten auf mehrere Gründe hin. Erstens zerplatzen beim Auftreffen auf das Feuer einige Partikel und setzen feine Tröpfchen frei, die schnell verdampfen, große Wärmemengen aufnehmen und mit Dampf und Stickstoffgas die Flammen ersticken helfen. Zweitens überziehen die intakten Partikel das Holz mit einer porösen Kieselsäureschicht, die den Nachschub an Frischluft zum Brennstoff verlangsamt. Drittens zerfällt Kaliumacetat bei Flammentemperaturen über 700 °C zu gasförmiger Kaliumhydroxidbildung, die mit reaktiven Fragmenten in der Flamme reagiert und die Kettenreaktionen unterbricht, die das Brennen aufrechterhalten.

Ein saubereres, vielseitigeres Löschmittel

Für Nichtfachleute ist die Kernbotschaft, dass dieses Kaliumacetat-Dry-Water wie eine intelligente Kombination aus Wasser und Pulver funktioniert. Es fließt und lässt sich sprühen wie ein Pulver, kühlt jedoch wie Wasser und nutzt darüber hinaus einfache, gut bekannte Chemikalien, um direkt in die Flamme einzugreifen. Da es größtenteils aus Wasser und Kieselsäure besteht und die Kaliumverbindungen deutlich weniger atmosphärisch schädlich sind als herkömmliche Halon‑Mittel, bietet es Potenzial als sauberere Option zum Bekämpfen von Bränden in Holz und anderen alltäglichen Feststoffen — besonders dort, wo sowohl offene Flammen als auch tief sitzende, langsam glimmende Glut in den Griff bekommen werden müssen.

Zitation: Yaoyong, Y., Quan, W., Yingkang, Y. et al. Preparation and characterization of typical potassium salt dry water and its fire extinguishing performance. Sci Rep 16, 6420 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35477-7

Schlüsselwörter: Brandbekämpfung, Dry Water, Kaliumsalze, Holzbrände, grüner Löschmittel