Karlsruher Forscher erproben Sicherheit mobiler Wasserstofftanks


Was geschieht mit einem Wasserstofftank aus Metallhydrid, wenn er extremer Hitze ausgesetzt ist? Das wollten Wissenschaftler des Forschungszentrums Karlsruhe wissen und machten die Probe aufs Exempel. Das Ergebnis: Ein solcher Speicher, wie er heute bereits in vielen mobilen Brennstoffzellensystemen eingesetzt wird, platzt zwar, doch zu einer Verpuffung des Materials und damit zu einem Brand kommt es nicht.

Metallhydride gelten seit langem als die unkomplizierteste Art, Wasserstoff zu transportieren. Die Speicher bestehen aus einer pulvrigen Mischung verschiedener Metalle, die Wasserstoff in ihrem Atomgitter festhalten können und bei Erwärmung wieder abgeben. Sie benötigen daher weder extrem tiefe Temperaturen wie Tanks für Flüssigwasserstoff noch hohe Drücke, wie sie in den mit bis zu 600 bar befüllten Druckgastanks herrschen.

Metallhydridtanks für Wasserstoff werden bereits in vielen Größen angeboten. Sie werden bislang meist für tragbare Systeme eingesetzt.

Metallhydridtanks bieten sich daher für mobile Kleinanwendungen wie Laptops oder PDAs an. Künftige Systeme könnten auch in Autos oder Bussen eingesetzt werden, doch bislang sind Metallhydride im Verhältnis zu ihrer Speicherkapazität noch zu groß und zu schwer. Über das Verhalten dieser Materialien im Extremfall, beispielsweise bei einem Fahrzeugbrand, ist bislang noch wenig bekannt.

Die Karlsruher Wissenschaftler um Maximilian Fichtner haben dies nun in einem Freiluftversuch erprobt. Die Forscher füllten dazu ein Rohr mit etwa 100 Millilitern eines am Forschungszentrum hergestellten Natriumalanats, verschlossen dieses auf beiden Seiten und statteten es mit einer Berstscheibe aus, die sich bei einem Druck von 9 bar schlagartig öffnet. Das Rohr wurde daraufhin schrittweise auf 130 Grad Celsius aufgeheizt, bis der sich aufbauende Wasserstoffdruck die Berstscheibe zum Platzen brachte und das heiße, fein verteilte Pulver in die Luft geschleudert wurde.

Zur Überraschung der Forscher kam es dabei nicht zu einer Entzündung des Pulvers und einer Verpuffung. Die Wissenschaftler erklären dies damit, dass der mit dem Pulver ausgestoßene Wasserstoff den Kontakt des heißen Pulvers mit dem Luftsauerstoff zunächst verhinderte. Dadurch konnte sich an der Oberfläche der Pulverpartikel eine dünne, passive Schicht bilden, was die weitere Reaktion stark verlangsamte.

Die Schlussfolgerung aus diesem Versuch sei, dass ein Störfall nicht zwangsläufig zu einem Feuer mit Verpuffung führen muss, erklären die Forscher. In weiteren Tests wollen sie nun das Verhalten des Materials in solchen Extremsituationen näher erproben. (Quelle: Ulrich Dewald; IBZ)


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