Sicherheit im Umgang mit Wasserstoff

Wasserstoff und andere Brennstoffe (Benzin, Erdgas) sind genauso wie andere Energiequellen (Akkumulatoren oder Batterien) in gewisser Weise gefährlich. Im Allgemeinen ist Vorsicht geboten, wenn an einem Punkt eine hohe Energiedichte, Entflammbarkeit oder Explosivität vorliegt. Aber der Einsatz solcher Stoffe erfolgt oft genau wegen dieser hohen Energiekonzentration.

• Wasserstoff bildet zusammen mit Luft über einen weiten Konzentrationsbereich (4 bis 77 Vol .-% für das brennbare Gemisch und 19 bis 59 Vol .-% für das explosive Gemisch) ein entzündbares und explosives Gemisch.
• Es ist an der Luft leicht entzündlich.
• Wasserstoff bildet mit reinen Sauerstoff bereits im Bereich von 4 bis 95% ein explosionsfähiges Gemisch.
• Des Weiteren gibt es ein explosives Gemisch von Wasserstoff mit Fluor und Chlor.
• Schnelle Expansion von Wassersstoff kann zu spontaner Verbrennung führen.
• Wasserstoff hat eine sehr geringe Zündenergie und eine sehr geringe elektrostatische Aufladung (0,02 J). Somit kann eine Kraftstofffackel ausgelöst werden. Von gespeichertem Wasserstoff sind somit fernzuhalten: offene Flamme, Zigarette, Funken, elektrostatische Entladungen, glühende Gegenstände usw.
• Die niedrige Viskosität und die geringe Größe des Wasserstoffmoleküls stellen hohe Anforderungen an die Abdichtung von Behältern und Kraftstoffsystem dar.
• Wasserstoffaustritt ist für die menschlichen Sinne nicht wahrnehmbar (ohne Geschmack, Farbe oder Geruch).
• Die sehr geringe Dichte des Gases (0,09 kg/m³) trägt dazu bei, dass es sich schnell in die Umwelt auflöst und somit die Konzentration schnell unter die Zündschwelle absinkt.
• Bei der Verbrennung entstehen keine giftigen Gase und es sind auch sonst keine toxischen Wirkungen auf den Menschen bekannt
• Bei Tageslicht ist die Wasserstoffflamme fast unsichtbar.

Abbildung 1: Gefahrensymbole im Zusammenhang mit Wasserstoff

Wasserstoffsicherheit beim Transport

Obwohl die meisten der oben genannten Parameter im Hinblick auf die Sicherheit wenig besser sind als herkömmliche Kraftstoffe, haben viele praktische Tests weniger zerstörerische Auswirkungen von Feuern der Wasserstofftanks auf das Fahrzeug und ein geringeres Risiko für die Besatzung gezeigt. In der Vergangenheit sind zahlreiche Tests zur Sicherheit der Wasserstoffspeicherung in einem Auto oder zum Vergleich der Sicherheit von Wasserstoff und Benzin durchgeführt worden. Insbesondere ein Vergleich von absichtlich gezündeten Fahrzeugen, bei denen eines einen Wasserstofftank und das andere einen Benzintank hat (siehe Abbildung 2) ist hier sehr aufschlussreich.

Abbildung 2: Vergleich der Sicherheit von Wasserstoff- und Benzintank in einem Personenkraftwagen mit gezielter Zündung

Aus Abbildung 2 geht hervor, dass der entzündete Wasserstoff über dem Auto stark austritt und nur brennt, ohne die Besatzung und den Rest der Karosserie direkt zu gefährden. Dagegen ist Benzin eine Flüssigkeit, die unter dem Fahrzeug austreten kann, wodurch sich das gesamte Fahrzeug entzündet und die Karkasse verbrennt. Das nächste Video zur Wasserstoffsicherheit finden Sie unter den folgenden Links:

Video zur Abbildung 2 (Englisch):

Wie sicher sind Wasserstoffautos? (Englisch):

Prüfung der Zylinderbeständigkeit gegen Aufprall und Beschuss:

Tipps zum sicheren Umgang mit Wasserstoff (Englisch):