Sicherheit von Wasserstoff

Sicherheit von Wasserstoff bezeichnet den störungsfreien und anwendungssicheren Umgang mit Wasserstoff. Wasserstoff hat aufgrund seines einfachen atomaren Aufbaus besondere chemische und physikalische Eigenschaften, durch die er sich von anderen Gasen unterscheidet. Dementsprechend müssen bei seiner Verwendung verschiedene Sicherheitsaspekte beachtet werden.

Beschreibung des Konzepts

Wasserstoff ist das leichteste aller Gase und damit deutlich leichter als Luft. Zudem ist es unter Normalbedingungen ein farb- und geruchloses Gas, das unterhalb einer Temperatur von -253 °C den Zustand einer klaren, farblosen Flüssigkeit annimmt. Wasserstoff hat eine niedrige volumetrische Energiedichte und durchmischt sich schnell mit der Luft. Insbesondere im Freien verflüchtigt er sich sehr schnell, so dass Detonationen insbesondere in geschlossenen Räumen vorgebeugt werden muss. Strömt Wasserstoff aus einem Behälter, entsteht in der Regel eine hohe Geräuschbelastung, oft als Pfeifton. Wasserstoff selbst ist nicht explosionsfähig und kann nur als Gasgemisch gezündet werden. Eine Zündung benötigt nur vergleichsweise wenig Energie. Der Zündbereich von Wasserstoff ist groß, was bedeutet, dass zwischen einer Konzentration von 4 bis 73 Vol-Prozent Wasserstoff in der Luft eine Zündung möglich ist. Die entstehende Flamme ist bei Tageslicht kaum sichtbar, oft aber sehr lang und kann bis zu 2.000 °C heiß werden. Sie hat eine geringe Wärmestrahlung, so dass man sich ihr unbewusst nähern kann.

Erfahrungen im Umgang mit Wasserstoff existieren aus dem Betrieb mehrerer hundert Tankstellen weltweit. Hierbei sind keine schwerwiegenden sicherheitsrelevanten Vorkommnisse verzeichnet worden. Einzelne Unfälle waren beherrschbar und haben das Funktionieren der eingebauten Sicherheitsvorrichtungen bestätigt. Auch aus der Verwendung von Wasserstoff in der Industrie kann geschlossen werden, dass die Gefährdung durch Wasserstoff nicht höher ist als bei vergleichbaren brennbaren Stoffen. Diffusion, Permeation und Versprödungseffekte durch Wasserstoff sind bekannt und können durch richtige Materialwahl begrenzt werden. Der Einsatz von Wasserstoff in Fahrzeugen wird nicht als gefährlicher als mit Benzin, Flüssiggas oder Erdgas eingestuft. Lediglich die Unfallbekämpfung könnte eine andere Vorgehensweise erfordern, die jedoch bisher ebenfalls beherrschbar war.

Entwicklungsstand und -ziele

Die Weiterentwicklung von Technologien zur Handhabung von Wasserstoffspeicherung und -transport sowie von Materialien ist Gegenstand aktueller Forschung. Begleitet werden sie von Bestrebungen zur Schaffung harmonisierter Normen und internationaler Regelwerke.

Englische Übersetzung(en):

safety of hydrogen