Wasserstoff kann durch viele Materialien diffundieren und dabei sogar deren Eigenschaften verändern. Besonders Metalle und einige Kunststoffe sind anfällig, was zu Problemen wie Wasserstoffversprödung und Materialschädigung führen kann Fraunhofer IFAM Wikipedia BAM.
🔬 Warum diffundiert Wasserstoff so leicht?
- Kleinste Molekülgröße: Wasserstoff ist das kleinste Molekül (H₂) und kann sich sehr leicht durch Kristallgitter oder Polymerstrukturen bewegen.
- Hohe Mobilität: In Metallen kann atomarer Wasserstoff in das Gitter eindringen und sich dort relativ frei bewegen.
- Thermische Aktivierung: Bei höheren Temperaturen steigt die Diffusionsrate deutlich an, was die Materialdurchdringung beschleunigt.
⚠️ Folgen der Wasserstoff-Diffusion
- Wasserstoffversprödung: Metalle wie hochfeste Stähle oder Titan können durch eingelagerten Wasserstoff spröde werden und Risse bilden Wikipedia scisimple.com.
- Materialschwächung: Die Festigkeit und Zähigkeit von Metallen nimmt ab, was sicherheitskritisch ist bei Tanks, Leitungen oder Reaktoren.
- Permeation durch Kunststoffe: Auch viele Polymere lassen Wasserstoff durch, was zu Leckagen führen kann.
🛡️ Gegenmaßnahmen
- Beschichtungen: Plasma- oder Laserbehandlungen können Oberflächen so verändern, dass Wasserstoff weniger leicht eindringt Fraunhofer IFAM.
- Barriereschichten: Forschung entwickelt spezielle Schichten für Stahltanks, die die Aufnahme von Wasserstoff verhindern sollen wasserstoff-campus-salzgitter.de.
- Materialwahl: Bestimmte Edelstähle, Nickellegierungen oder Verbundwerkstoffe sind weniger anfällig und werden bevorzugt eingesetzt BAM.
📌 Fazit
Wasserstoffdiffusion ist ein zentrales Problem für die Speicherung und den Transport von Wasserstoff. Ohne geeignete Materialien oder Schutzmaßnahmen kommt es zu Leckagen und Materialschäden. Deshalb wird weltweit intensiv an neuen Werkstoffen und Oberflächenbehandlungen geforscht, um die Energiewende sicher zu machen.
Sources: Fraunhofer IFAM Wikipedia BAM wasserstoff-campus-salzgitter.de scisimple.com