Wissenswertes zum Thema Wasserstoff und Brennstoffzellen

Besonders bei der Verwendung von flüssigem Wasserstoff ist wegen der damit verbundenen niedrigen Temperatur große Sorgfalt geboten. Bei unsachgemäßer Handhabung können sich Personen Kälteverbrennungen zuziehen. Beim Kontakt mit unterschiedlichen Materialien kann Wasserstoff auf verschiedene Arten zu Materialbeeinflussungen führen.

Bei flüssigem Wasserstoff sorgen die extrem niedrigen Temperaturen für eine Kaltversprödung. Normalerweise werden in der Kryogentechnik Metalle wie Kupfer, Aluminium und Titan nebst deren Legierungen sowie Eisen-Nickel-Legierungen und austenitische Chrom-Nickel-Stähle verwendet. Edelstahl ist im Allgemeinen auf Grund seiner Struktur gut geeignet für tiefkalte Armaturen, weil auch bei niedrigen Temperaturen noch eine hohe Festigkeit und eine ausreichende Zähigkeit vorliegen. Wird dieses Material jedoch in kaltem Zustand plastisch verformt, kann es zu einer Strukturveränderung mit veränderten Festigkeitseigenschaften kommen.

Unabhängig von der Kaltversprödung gibt es auch die sogenannte Wasserstoffversprödung. Voraussetzung für diese ist, dass sich die Wasserstoffmoleküle (H₂) in einzelne Atome (H) aufspalten. Das kann durch die Reaktion mit anderen Gasen oder mit der Materialoberfläche 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 führen kann.

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

Alles in allem gilt: Wasserstoff verhält 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 Energieträger wird Veränderungen mit sich bringen – aber das hat bis heute jede andere technische Neuerung auch getan.