Wissenswertes zum Thema Wasserstoff und Brennstoffzellen Teil 3.2.2

Teil 3.2.2 | Materialwechselwirkungen

Besonders bei der Verwendung von flĂŒssigem Wasserstoff ist wegen der damit verbundenen niedrigen Temperatur große Sorgfalt geboten. Bei unsachgemĂ€ĂŸer Handhabung können sich Personen KĂ€lteverbrennungen zuziehen. Beim Kontakt mit unterschiedlichen Materialien kann Wasserstoff auf verschiedene Arten zu Materialbeeinflussungen fĂŒhren.

Bei flĂŒssigem Wasserstoff sorgen die extrem niedrigen Temperaturen fĂŒr eine Kaltversprödung. Normalerweise werden in der Kryogentechnik Metalle wie Kupfer, Aluminium und Titan nebst deren Legierungen sowie Eisen-Nickel-Legierungen und austenitische Chrom-Nickel-StĂ€hle verwendet. Edelstahl ist im Allgemeinen auf Grund seiner Struktur gut geeignet fĂŒr tiefkalte Armaturen, weil auch bei niedrigen Temperaturen noch eine hohe Festigkeit und eine ausreichende ZĂ€higkeit vorliegen. Wird dieses Material jedoch in kaltem Zustand plastisch verformt, kann es zu einer StrukturverĂ€nderung mit verĂ€nderten Festigkeitseigenschaften kommen.

UnabhĂ€ngig von der Kaltversprödung gibt es auch die sogenannte Wasserstoffversprödung. Voraussetzung fĂŒr diese ist, dass sich die WasserstoffmolekĂŒle (H2) in einzelne Atome (H) aufspalten. Das kann durch die Reaktion mit anderen Gasen oder mit der MaterialoberflĂ€che selbst geschehen. Die Wasserstoffatome dringen dann in die Materialstruktur ein, verbinden sich dort mit Atomen und stören so die Materialstruktur.

Bei Temperaturen oberhalb von 200 °C kann es zu einer chemischen Reaktion von Wasserstoff mit Kohlenstoff oder anderen Bestandteilen von legiertem Stahl kommen. Dabei handelt es sich um eine irreversible Umstrukturierung des Metallgitters (Bildung von Blasen oder Rissen), die ebenfalls zu einer Versprödung fĂŒhren kann.

DarĂŒber hinaus können Dichtigkeitsprobleme auftreten, wenn die winzigen WasserstoffmolekĂŒle durch engste Ritzen und Spalten entweichen. Verbindungsstellen und Dichtungen, die eigentlich wasser- und luftdicht sind, können diese MolekĂŒle passieren lassen.

Alles in allem gilt: Wasserstoff verhĂ€lt sich in vielerlei Hinsicht anders als die Brennstoffe, die wir schon lange gewohnt sind. Er ist aber im Grundsatz ebenso sicher handhabbar. Der Umstieg auf Wasserstoff als EnergietrĂ€ger wird VerĂ€nderungen mit sich bringen – aber das hat bis heute jede andere technische Neuerung auch getan.

Wissenswertes zum Thema Wasserstoff und Brennstoffzellen

Die Technik von gestern, heute und morgen

Wissenswertes zum Thema Wasserstoff und Brennstoffzellen. Bewusst leicht verstÀndlich gehalten und beschrieben. Es soll technikinteressierten als ein umfangreiches Literaturverzeichnis dienen.

Die grundlegend ĂŒberarbeitete Neuauflage unseres Buches zu diesem Thema ist hier erhĂ€ltlich. Aktuelle Entwicklungen wurden ergĂ€nzt, Überholtes entfernt. Neben den jĂŒngsten Trends vermittelt dieses Buch – wie schon seine VorgĂ€nger – die grundlegenden physikalischen ZusammenhĂ€nge, denn diese gelten ja bei allem Wandel nach wie vor.

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