Wasserstoff-Sicherheit

Die Infografik zeigt die Explosionskenngrößen von Wasserstoff: Ab welcher Spalt- bzw. Zellengröße ist eine Entzündung bzw. Detonation möglich? Wie groß ist die Zündtemperatur und Mindestzündenergie? In welchem Mischungsverhältnis mit Luft ist Zündung oder Detonation möglich? Die genannten Parameter sind in Literaturquellen leicht unterschiedlich angegeben, da sie experimentell bestimmt werden. Wichtig zu wissen: Es handelt sich um Mindestwerte, ab denen Explosionen auftreten können. Eine Kombination aller Minimalwerte ist nicht explosionsfähig.

Diese Grafik zeigt die Auswirkungen einer Wasserstoff-Zündung in Abhängigkeit vom Mischungsverhältnis mit Luft. Bei einer Detonation entstehen höhere Drücke als bei einer Deflagration. Eine Detonation wird ausgelöst, wenn die Druckwelle einer Deflagration in ein passendes Mischungsverhältnis aus Luft und Brenngas hineinläuft. Der Druckanstieg ist am Beispiel mit Wasserstoff beschrieben, die Folgen einer Druckwelle sind jedoch unabhängig vom explodierten Stoff.

Diese Darstellung zeigt, dass die notwendige Zündenergie von Wasserstoff abhängig ist vom Mischungsverhältnis mit Luft. An den Zündgrenzen (4 % bzw. 77 %) geht die notwendige Zündenergie ins Unendliche. Dieser Bereich (1) ist durch Lüftung oder Inertisierung anzustreben. Innerhalb des Zündbereichs sind Zündquellen zu vermeiden (Bereich 2). Sehr kleine Zündenergien (Bereich 3) sind allerdings kaum vermeidbar. In diesem Mischungsverhältnis ist mit einer Explosion zu rechnen und die Auswirkungen sind im Design der Anlage oder durch organisatorische Maßnahmen zu berücksichtigen.