Wasserstoff

Zusammenfassung

Begriff

Wasserstoff wird auch als Hydrogen bezeichnet und ist ein farb- und geruchloses Gas, das extrem entzündbar ist. Mit Sauerstoff bildet Wasserstoff das extrem explosionsfähige Knallgas (Mischungsverhältnis: 2 Teile Wasserstoff, 1 Teil Sauerstoff). Aufgrund des breiten Explosionsbereichs (4 bis 77 Vol.-%) sind vorrangig Brand- und Explosionsschutzmaßnahmen vorzunehmen.

Gesetze, Vorschriften und Rechtsprechung

Grundlegend gelten folgende Vorschriften:

• Gefahrstoffverordnung (GefStoffV)
• Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV)
• TRGS 720 "Gefährliche explosionsfähige Gemische – Allgemeines"
• TRGS 721 "Gefährliche explosionsfähige Gemische – Beurteilung der Explosionsgefährdung"
• TRGS 722 "Vermeidung oder Einschränkung gefährlicher explosionsfähiger Gemische"
• TRGS 723 "Gefährliche explosionsfähige Gemische – Vermeidung der Entzündung gefährlicher explosionsfähiger Gemische"
• TRGS 724 "Gefährliche explosionsfähige Gemische – Maßnahmen des konstruktiven Explosionsschutzes, welche die Auswirkung einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschränken"

Weitere Regelungen enthalten:

• TRBS 1201 Teil 1 "Prüfung von Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen"
• TRBS 1201 Teil 2 "Prüfungen und Kontrollen bei Gefährdungen durch Dampf und Druck"
• TRBS 2141 "Gefährdungen durch Dampf und Druck"
• TRGS 727 "Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen"
• TRGS 510 "Lagerung von Gefahrstoffen in ortsbeweglichen Behältern"
• DGUV-R 113-001 "Explosionsschutz-Regeln"
• DGUV-I 209-007 "Fahrzeuginstandhaltung"
• DGUV-I 209-011 "Gasschweißen"
• DGUV-I 205-001 "Betrieblicher Brandschutz in der Praxis"
• DGUV-I 209-072 "Wasserstoffsicherheit in Werkstätten"
• DGUV-I 207-018 "Beurteilung von Gefährdungen und Belastungen am Arbeitsplatz in Bäderbetrieben"
• DIN EN 14513 "Ortsbewegliche Gasflaschen – Berstscheibeneinrichtungen zur Druckentlastung (ausgenommen für Acetylenflaschen)"

1 Anwendungsbereiche

Anwendungen für Wasserstoff sind u. a.:

• als Bestandteil von Formiergas (Schutzgas bei der Warmverarbeitung von Metallen)
• als Brenngas beim autogenen Schweißen und Schneiden
• als Bestandteil von Stadtgas zur Wärmegewinnung in Haushalt und Industrie
• Gewinnung von Wolfram, Molybdän, Kobalt und anderen Metallen
• Herstellung von z. B. Ammoniak, Methanol
• Antriebstechnik für Fahrzeuge und Raketen (Brennstoffzellen)
• Fetthärtung
• Lebensmittelzusatzstoff, z. B. als Treibgas, Packgas, Gas zum Aufschlagen von Sahne
• Kühlmittel

Als Traggas für Ballons und Luftschiffe wurde – wegen der enormen Brand- und Explosionsgefahr – Wasserstoff weitgehend durch Helium ersetzt.

2 Gefahren

2.1 Gesundheitsgefahren

Durch Einatmen können Atembeschwerden, Schwindel und Benommenheit auftreten. Bei sehr hohen Konzentrationen besteht Erstickungsgefahr, da Wasserstoff den Luftsauerstoff verdrängt.

Mögliche Gesundheitsgefährdungen durch flüssigen Wasserstoff sind – in Abhängigkeit von der Einwirkdauer:

• Augenschäden durch Flüssigkeitsspritzer
• Gefühllosigkeit, Weißfärbung bis hin zu schweren Erfrierungen (Kaltverbrennungen)

Bei Hautkontakt mit Anlagenteilen, die flüssigen Wasserstoff enthalten, sind neben Erfrierungen auch Festkleben und damit Abreißen der Haut möglich.

2.2 Brand- und Explosionsgefahr

Wasserstoff ist leichter als Luft und bildet mit Luft eine explosionsfähige Atmosphäre. Bei schnellem Ausströmen aus der Druckgasflasche besteht die Gefahr elektrostatischer Aufladung und anschließender Selbstentzündung.

Achtung

Wasserstoff als Nebenprodukt

Beim Laden von Fahrzeugbatterien entstehen größere Mengen Wasserstoff sowie Sauerstoff

• bei zu hoher Ladespannung und
• beim Überladen der Batterien.

Zusammen bilden diese beiden Gase das hochexplosive Knallgas. Um das Entstehen explosionsfähiger Gemische zu verhindern, müssen Ladestationen und Laderäume für Akkumulatoren stets ausreichend belüftet werden (s. DGUV-I 209-007).

Zur Desinfektion in Bädern wird Chlor eingesetzt, das u. a. durch Chlorelektrolyse vor Ort erzeugt wird. Bei diesem Verfahren entstehen aus Salzwasser und Strom sowohl Chlor, Wasserstoff als auch Natronlauge. Alle 3 Reaktionsprodukte können zu Natriumhypochloritlösung (Chlorbleichlauge) reagieren, die dann zur Desinfektion eingesetzt wird. Werden nur Chlor und Natronlauge weiterverwendet, so muss der entstandene Wasserstoff abgeleitet werden. Unkontrolliert austretender Wasserstoff bedeutet Brand- und Explosionsgefahr (Anlage und Schläuche auf Dichtheit überprüfen!) (s. DGUV-I 207-018).

3 Maßnahmen

3.1 Technische Maßnahmen

Technische Schutzmaßnahmen sind u. a.:

• sehr gute Be- und Entlüftung des Arbeitsraums,
• Anlagen auf Dauer technisch dicht ausführen,
• Deckenabsaugung,
• ggf. technische Lüftung.

Maßnahmen zum Brand- und Explosionsschutz, u. a.:

• von Zündquellen (auch elektrische Geräte ohne Ex-Schutz) fernhalten, nicht rauchen, offene Flammen vermeiden, nicht auf heiße Flächen spritzen;
• nur explosionsgeschützte und funkenfreie Werkzeuge verwenden;
• Schlagfunken und Reibfunken vermeiden;
• Störungs- und Alarmsignale müssen automatisch weitergeleitet und Notfunktionen ausgelöst werden;
• Schweißverbot im Arbeitsraum;
• Feuerarbeiten mit schriftlicher Erlaubnis durchführen, wenn sich Feuer- und Explosionsgefahre...