Gefahren von Gasen verstehen Gefahren und Präventionsmaßnahmen im Zusammenhang mit Wasserstoffgas (Teil 1)
Heute stellen wir euch ein weiteres häufig vorkommendes Gas vor – Wasserstoff. Lasst uns gemeinsam lernen!
Was ist Wasserstoffgas?
Wasserstoffgas ist bei Raumtemperatur und -druck ein farbloses, geruchloses, hochentzündliches und in Wasser unlösliches Gas. Da Wasserstoff leichter als Luft ist, kann er bei Verwendung und Lagerung in Innenräumen austreten und sich auf dem Dach ansammeln, was die Ableitung erschwert. Bei Kontakt mit einer Brandquelle kann er eine Explosion verursachen. Wasserstoff ist in der Liste der Gefahrstoffe aufgeführt und unterliegt den Vorschriften für den sicheren Umgang mit Gefahrstoffen.
Anwendung von Wasserstoffgas
Da China derzeit seine „Dual-Carbon“-Strategie aktiv vorantreibt, gewinnt Wasserstoffenergie als neue, saubere Energieform zunehmend an Bedeutung in der Gesellschaft. Dank nationaler und lokaler Förderprogramme hat sich die Wasserstoffindustrie in verschiedenen Regionen zu einer Vorzeigebranche entwickelt und treibt Forschung, Entwicklung und Anwendung von Technologien zur Wasserstofferzeugung, -speicherung und -nutzung voran.
Transportwesen
Der Transportsektor, einschließlich Autobahnen, Schienenwege, Luftfahrt und Schifffahrt, ist derzeit ein relativ ausgereiftes Anwendungsgebiet für Wasserstoffenergie. Brennstoffzellenfahrzeuge stellen dabei das wichtigste Anwendungsgebiet für Wasserstoffenergie im Transportwesen dar.
Energieerzeugungsgebiet
Die Anwendung von Wasserstoffenergie im Bereich der Stromerzeugung erfolgt hauptsächlich als Integration erneuerbarer Energiesysteme, zur Erzeugung sauberer Energie und zum Ausgleich der Schwankungen zwischen Stromnachfrage und erneuerbarer Energie.
Militärbereich
Im militärischen Bereich finden Wasserstoff-Brennstoffzellen vielfältige Anwendung auf U-Booten. Sie bieten einen leisen Betrieb und einen hohen Wirkungsgrad, was für die Erzielung ihrer „Unsichtbarkeit“ entscheidend ist.
Heizungsversorgung
Durch die Beimischung von Wasserstoff in bestehende Erdgasleitungen kann der Wärmebedarf der Bauindustrie gedeckt und gleichzeitig der CO₂-Ausstoß reduziert werden. Wasserstoffenergie kann zudem mittels Brennstoffzellen Strom und Wärme für Gebäude erzeugen, wodurch eine Kraft-Wärme-Kopplung erreicht und die Energieeffizienz verbessert wird.
Wasserstoffmetallurgie
Derzeit treiben mehrere große Stahlunternehmen die Umstellung und den Bau von Produktionsanlagen zur Wasserstoffstahlherstellung voran. Einige haben bereits bestehende Hochöfen auf wasserstoffreiche Verfahren umgerüstet oder gasbasierte Reduktionsanlagen zur Wasserstoffstahlherstellung errichtet, um Stahlprodukte für nachgelagerte Bereiche bereitzustellen und gleichzeitig die CO₂-Emissionen zu reduzieren.
Anwendungen im medizinischen Bereich
Die Anwendungsmöglichkeiten von Wasserstoff in der Medizin sind sehr vielfältig. Als stark reduzierendes Gas kann Wasserstoff die Schädigung des menschlichen Körpers durch freie Radikale wirksam hemmen und besitzt antioxidative, entzündungshemmende und antiapoptotische Eigenschaften.
Die Gefahren von Wasserstoffgas
1. Leicht zu entweichen: Wasserstoff hat ein Molekulargewicht von nur 2 und ist damit das leichteste Gas in der Natur und daher besonders anfällig für Leckagen. Ausgetretener Wasserstoff sammelt sich oben im Raum.
2. Entzündbarkeit und Explosivität: Wasserstoff ist hochentzündlich und explosiv und bildet mit Luft explosive Gemische. Bei einer Wasserstoffkonzentration von 4 % bis 75 % in der Luft und dem Vorhandensein einer Zündquelle kann es zu einer Explosion kommen. Daher sind die Herstellung, Lagerung und der Transport von Wasserstoff mit größter Sorgfalt zu behandeln.
3. Bei der Verbrennung ist die Flamme schwer zu beobachten: Die Flamme, die bei der Wasserstoffverbrennung entsteht, ist hellblau und unter Sonnenlicht fast unsichtbar. In vielen Fällen wird dem Wasserstoffgas geruchsintensives Ethanthiol zugesetzt, um die Geruchswahrnehmung zu verbessern und der Flamme Farbe zu verleihen.
4. Erstickungsgefahr: Wasserstoff ist zwar nicht giftig, kann aber Erstickung verursachen. Atmet der menschliche Körper zu viel Wasserstoffgas ein, wird die normale Atmung unmöglich.
5. Hochdruckverbrennung: Wasserstoffgasflaschen werden derzeit hauptsächlich mit Drücken von 150 bar und 200 bar betrieben. Bei diesen beiden Drücken entsteht, sobald sich in der Flasche eine Pore mit einem Durchmesser von 1 Millimeter bildet, eine etwa 2 Meter lange Flamme.
6. Phänomen der Wasserstoffversprödung: Unter Druck dringen Wasserstoffmoleküle in die Defektstruktur von Metallwerkstoffen ein, was zu Versprödung und Rissbildung des Materials und schließlich zum Austritt von Wasserstoffgas führt.
