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Helium im Kreislauf

Sparsamer Umgang mit Ressourcen lohnt sich ökologisch und finanziell. Je umfassender der Ansatz, desto größer der Gewinn für die Umwelt. Der Umgang mit Helium folgt bei Messer einem konsequenten Sparprinzip.

Nach heutigen Erkenntnissen vereinigten sich Sekunden nach dem Urknall Protonen und Neutronen zu ersten Atomkernen. Etwa ein Viertel der gesamten Urmasse wurde so zu Helium, dem nach Wasserstoff zweithäufigsten Element des Universums. Auf der Erde kommt dieses allerdings nur in sehr kleinen Mengen vor. Da die sehr leichten Atome des Edelgases außerdem aus der Atmosphäre ins Weltall diffundieren, schwinden die irdischen Vorräte unaufhaltsam.

Superkühlmittel

Zugleich ist Helium unverzichtbar. Erst bei 4,7 Kelvin, was etwa minus 269 Grad Celsius entspricht, wird es flüssig und geht auch bei tieferen Temperaturen nicht in den festen Zustand über. Wo immer in Forschung und Technik allertiefste Temperaturen benötigt werden, ist deshalb Helium das Kühlmittel der Wahl. Es wird in der Regel aus Erdgas gewonnen, das je nach Lagerstätte mehr oder weniger große Anteile davon enthält. Der Prozess ist energieintensiv – ein Grund mehr, neben dem hohen Preis, mit dem Edelgas so sparsam wie möglich umzugehen.

Das Sinnbild dieser Sparsamkeit sind die zeppelinförmigen Heliumballone in den Abfüllzentralen von Messer. Ein solcher schwebt zum Beispiel unter dem Hallendach der Schweizer Niederlassung von Messer in Lenzburg. In ihm wird das gesamte gasförmige Helium aufgefangen, das bei Füll- und Reinigungsprozessen anfällt. Dazu muss man wissen, dass Helium in flüssiger Form bei minus 269 Grad Celsius in vakuumisolierten Behältern gelagert wird. „Ihre Isolierung ist so gut, dass lediglich 0,5 bis 1,5 Prozent des Inhalts pro Tag verdampfen“, erläutert Produktionsleiter Walter Bossard. „Diesen Anteil können wir unmittelbar für die gasförmige Abfüllung in Flaschen nutzen. In flüssiger Form füllen wir es in ebenfalls vakuumisolierte Kryobehälter. Da der leere Behälter naturgemäß wärmer ist als das einströmende tiefkalte Helium, verdampfen hier rund 55 Prozent des Flüssiggases.“

Dampffänger

Dieser Heliumdampf wird vollständig aufgefangen und in den Heliumballon geleitet. Auch bei der gasförmigen Abfüllung fällt einiges ab: Die leeren Heliumflaschen sind nicht vollständig entleert, sondern enthalten Restmengen des Edelgases. Um den definierten Reinheitsgrad zu gewährleisten, werden diese Reste vor der Neubefüllung aus den Flaschen entfernt und ebenfalls in den Ballon befördert. „Wir fangen alles auf und lassen kein Helium in die Atmosphäre entweichen“, betont Walter Bossard.

Das eingesammelte Gas stammt also aus unterschiedlichen Quellen und entspricht damit nicht mehr einem definierten Reinheitsgrad. Es kann etwa kleinste Mengen Luftfeuchtigkeit enthalten. Direkt aus dem Zeppelin wird es daher nur als Ballongas weiterverwendet. Für alle anderen Verwendungsarten durchläuft es zunächst einen Reinigungsprozess. Um das Gas anschließend durch Verdichtung wieder abfüllen zu können, verwendet man Membrankompressoren, bei denen das Gas keine Berührung mit möglichen Verunreinigungen hat. „Für die Kühlung unserer wassergekühlten Kompressoren installieren wir gerade eine Kältemaschine“, berichtet Bossard. „Die Abwärme aus dem Kühlwasser wird ins Heizsystem geleitet. Damit erreichen wir einen weiteren ökologisch- ökonomischen Einspareffekt.“

Autor: Redaktion