Arktek: Eine vakuumisolierte Kühlbox hält Impfstoffe einen Monat lang ohne Strom kalt

Die Kühlkette endet dort, wo das Stromnetz endet. Die WHO hat geschätzt, dass weltweit jährlich 25–50 % der Impfstoffe verschwendet werden, ein Großteil davon durch Kühlausfälle während der Auslieferung; im ländlichen Nigeria und in weiten Teilen Subsahara-Afrikas haben Kliniken, die abgelegene Dörfer versorgen, überhaupt keinen Strom, sodass der Impfstoff ankommt und innerhalb von Stunden verdirbt. Solarkühlschränke helfen, wo sie funktionieren, aber sie gehen kaputt, werden gestohlen oder stehen wochenlang ohne Strom da – und jede verlorene Dosis ist ein Kind, das nicht geimpft wird (Vanguard, 2019).

Global Good, das von Bill Gates finanzierte Labor innerhalb von Intellectual Ventures, ging das Problem als Wärmetechnik an. Das Team von Mike Friend modellierte den Arktek nach den vakuumisolierten Dewargefäßen, in denen flüssiger Stickstoff aufbewahrt wird: Doppelwände mit nahezu Vakuum dazwischen, um Konvektion zu stoppen, eine reflektierende Innenbeschichtung, um Strahlung zu reduzieren, verstärktes Fiberglas, um Wärmeleitung zu blockieren. Acht Blöcke aus gefrorenem Wasser halten die Impfstofftemperaturen in äquatorialer Hitze bis zu einen Monat lang, und das Design wurde lizenzgebührenfrei an das chinesische Unternehmen Aucma lizenziert, damit es zu Preisen von Hilfsprogrammen gebaut werden konnte (WIRED, 2018).

Dann bewährte es sich unter den schlechtesten Bedingungen. Als die WHO im November 2014 anfragte, weil sie einen Ebola-Impfstoff im Test in Westafrika bei -60 bis -80 Grad C ohne Trockeneis transportieren musste, tauschte das Team die Wasserblöcke gegen ein Phasenwechselmaterial aus und hatte bis Januar eine validierte Lösung für -65 Grad C. Bei der Ebola-Reaktion 2018 in der DR Kongo hielten sechzehn mit PCM ausgestattete Arkteks die Kühlkette der Ringimpfung über Fünftageseinsätze hinweg unter -65 Grad C (WIRED, 2018); Routineversionen halten Kinderimpfstoffe heute in Nigerias Hitzezone 35 Tage oder länger haltbar (Vanguard, 2019).

Vakuumisolierte Kühlbox: ein Monat Kälte, kein Strom

Der Isolationsaufbau greift jeden Wärmeübertragungskanal getrennt an: Vakuum gegen Konvektion, reflektierende Beschichtung gegen Strahlung, Fiberglas gegen Leckage – billiger Schaumstoff mit kurzer Kältelebensdauer kann da nicht mithalten.

Einfaches gefrorenes Wasser ist eine thermische Batterie, die jeder Distrikt der Erde nachladen kann; das Gerät verwandelt ein tägliches Kühlproblem in einen monatlichen Nachschubgang.

Die lizenzgebührenfreie Lizenzierung an Aucma verlagerte die Fertigung zu Mengenpreisen nach China und machte die Kühlbox billig genug für Beschaffungsbudgets nach Art von UNICEF und GAVI.

Da die Box passiv ist, hat sie keinen Kompressor, der ausfallen kann, keinen Brennstoff, der gekauft werden muss, und keinen Techniker, der gerufen werden muss – die Ausfallarten, die Solarkühlschränke im Feld zugrunde richten, existieren schlicht nicht.

Wenn eine Einschränkung absolut ist – niemals Netzstrom –, hört man auf, die strombetriebene Lösung zu optimieren, und konstruiert stattdessen um den billigsten Energiespeicher herum, den es überall gibt: gefrorenes Wasser, monatlich nachgeladen.

Die von Aucma gebauten Arkteks wurden gegen die WHO-Leistungsstandards qualifiziert und gelangten in Routine-Impfprogramme in Afrika und Südasien; Vanguard berichtete 2019 über die Einsätze in Nigeria und die Zahl von 35 Tagen. Bei der Ebola-Reaktion 2018 in der DR Kongo bildeten sechzehn mit PCM ausgestattete Einheiten die Feld-Ebene der Kühlkette der Ringimpfung und hielten den Impfstoff zwischen Gefrierschränken in Kinshasa und Mbandaka unter -65 Grad C. Die Konstruktionslogik „passiv plus PCM“ kehrte 2020 bei der Planung für die Auslieferung von Ultra-Kalt-COVID-19-Impfstoffen zurück.