Wasserstoffgas (Summenformel H₂) ist das einfachste und leichteste Element im Periodensystem. Es hat einzigartige physikalische und technische Eigenschaften. Als häufigstes Element im Universum spielt es in unzähligen Anwendungen, Forschungsfeldern und Phänomenen eine Rolle.
Physikalische Eigenschaften #
Die Molekülmasse von Wasserstoffgas beträgt 2,016 g/mol. Bei Raumtemperatur ist das Gas farblos, geruchlos und geschmacklos. Die Dichte beträgt etwa 0,08988 gH2/L bei 0 °C und 1 atm und ist damit das am wenigsten dichte aller Gase. Die Phasenübergänge liegen bei -252,87 °C (20,28 K) bzw. -259,14 °C (14,01 K). Es ist in Wasser und anderen Lösungsmitteln schwer löslich.
Technische Eigenschaften #
Wasserstoff ist leicht entzündlich und kann mit Luft explosive Gemische bilden. Der Entflammbarkeitsbereich beträgt 4 % bis 75 % Wasserstoff in der Luft und die Selbstentzündungstemperatur beträgt etwa 500 °C (932 °F). Es ist wichtig, den Entflammbarkeitsbereich von den Explosionsgrenzen zu unterscheiden, die in einem kleineren Bereich liegen. Wasserstoff hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit (0,1805 W/m·K bei 300 K), wodurch er als Kühlmittel in Hochleistungsanwendungen wie Stromgeneratoren und Kernreaktoren nützlich ist. Eine weitere Besonderheit von Wasserstoff ist seine hohe spezifische Energie (Energie pro Masseneinheit) von etwa 142 MJ/kg. Das ist mehr als doppelt so viel wie bei herkömmlichen Kohlenwasserstoffbrennstoffen. Das Gas diffundiert schnell mit einer Diffusionsfähigkeit in der Luft von ca. 0,61 cm²/s bei Raumtemperatur. Diese Eigenschaften sind wichtig für sein Verhalten in Speicher- und Transportanwendungen. Die technischen Eigenschaften von Wasserstoff bestimmen, wie er sicher gehandhabt werden kann. Dieses Thema wird in diesem Artikel ausführlicher beschrieben.
Wasserstoffgas als Energieträger #
Das Gas kann eine entscheidende Rolle beim Übergang zu einem erneuerbaren und umweltfreundlichen Energiesystem spielen, das nicht auf fossile Brennstoffe angewiesen ist, der Energiewende. Der Hauptgrund dafür ist, dass Wasserstoff erneuerbaren Strom und Wasser mit einem Prozess namens Elektrolyse verwendet. Dieser Artikel fasst bestimmte verfügbare und sich entwickelnde Elektrolysetechnologien zusammen.
