Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW, auch Chlorfluorkohlenwasserstoffe, CFKW oder Freone) sind chemische Verbindungen aus der Gruppe der Halogenkohlenwasserstoffe. Sie bestehen aus Kohlenstoff-, Fluor- und Chloratomen und wurden lange Zeit als Kühlmittel, Treibgas und Lösemittel eingesetzt. Da FCKW den Abbau der Ozonschicht verursachen, sind sie heute weitgehend verboten.
Chemische Struktur und Arten
FCKW sind Kohlenwasserstoffe, bei denen Wasserstoffatome durch Fluor und Chlor ersetzt wurden. Enthalten sie nur Einfachbindungen, gelten sie als gesättigt. Verbindungen ohne Wasserstoff werden als Chlorfluorkohlenstoffe (CFK) oder vollhalogenierte FCKW bezeichnet. Teilhalogenierte Varianten, die noch Wasserstoff enthalten, heißen H-FCKW. Diese besitzen ein deutlich geringeres Ozonabbaupotenzial und werden in der unteren Atmosphäre schneller abgebaut, bevor sie die Stratosphäre erreichen.
Eigenschaften
FCKW sind farblose, meist geruchlose und kaum giftige Gase. Sie sind unbrennbar, sehr stabil und lassen sich leicht verflüssigen. Ihre hohe Verdampfungswärme machte sie ideal als Kühlmittel. Aufgrund ihrer chemischen Beständigkeit verbleiben sie jedoch lange in der Atmosphäre. Dort werden sie durch UV-Strahlung zersetzt, wobei Chlor- und Fluorradikale entstehen, die Ozon zerstören. Zudem wirken FCKW stark als Treibhausgase, teilweise tausendfach intensiver als Kohlendioxid.
Herstellung
Techniker oder Chemiker stellen FCKW technisch her, indem sie Chloralkane mit wasserfreiem Fluorwasserstoff fluorieren. Dabei kommen Festbettkatalysatoren aus Aluminium- oder Chromfluoriden oder Antimon(V)-chlorid zum Einsatz. Eine alternative Methode ist die Elektrofluorierung nach Simons, bei der Chemiker organische Verbindungen in wasserfreiem Fluorwasserstoff elektrochemisch fluorieren.
Geschichte und Nutzung
Chemiker synthetisierten die ersten halogenierten Kohlenwasserstoffe Ende des 19. Jahrhunderts.1929 stellte Thomas Midgley bei General Motors die ersten FCKW her, die ab 1930 in großem Umfang als Kühl- und Treibmittel, in Sprays, Schäumen und Reinigern eingesetzt wurden. Bromhaltige Varianten, sogenannte Halone, dienten als Feuerlöschmittel.
In den 1970er-Jahren entdeckten Forscher wie Paul Crutzen, Frank Sherwood Rowland und Mario Molina den Mechanismus, durch den FCKW Ozon zerstören. Nach der Entdeckung des Ozonlochs 1985 wurde im Montrealer Protokoll (1987) die weltweite Reduktion dieser Stoffe beschlossen. In der Folge gingen Produktion und Emissionen stark zurück. Dennoch wurden noch bis in die 2010er Jahre illegale FCKW-Emissionen, insbesondere aus China, nachgewiesen.
Zu den wichtigsten FCKW-Kältemitteln zählen Trichlorfluormethan (Frigen 11), Dichlordifluormethan (Frigen 12) und Chlordifluormethan (Frigen 22).
Einfluss auf die Umwelt
In der Stratosphäre werden FCKW durch UV-Strahlung gespalten. Dabei entstehen Chlorradikale, die Ozonmoleküle zerstören und so die Schutzschicht der Erde schwächen. Durch den Abbau der Ozonschicht gelangt mehr UV-Strahlung auf die Erdoberfläche, was Pflanzen, Tiere und Menschen schädigen kann. Darüber hinaus tragen FCKW erheblich zur globalen Erwärmung bei, da sie starke Infrarotstrahlung absorbieren.
Beschränkungen und Recycling
Seit Mitte der 1990er Jahre ist der Einsatz von FCKW in der EU weitgehend verboten. Dennoch gelangen weiterhin Restmengen durch unsachgemäßes Recycling, etwa alter Kühlschränke, in die Atmosphäre. Länder wie Österreich konnten die Rückgewinnung von FCKW beim Recycling deutlich verbessern.
Alternativen
Ersatzstoffe für FCKW sind unter anderem Propan, Butan, Ammoniak, Kohlenstoffdioxid und teilfluorierte Kohlenwasserstoffe (HFKW). Diese greifen die Ozonschicht nicht an, haben jedoch teils eigene Nachteile wie Entzündlichkeit oder hohe Treibhauswirkung. Die Elektronikindustrie verwendet häufig Stickstofftrifluorid, ein starkes Treibhausgas, das daher kritisch betrachtet wird.
Der vorliegende Text stellt eine vollständig überarbeitete und neu strukturierte Fassung des Wikipedia-Artikels „Fluorchlorkohlenwasserstoff“ dar. Er unterliegt der Lizenz CC BY-SA 3.0 und enthält keine inhaltlichen Ergänzungen über die Originalquelle hinaus. Stand: 04.10.2025