Bij het laden van traktiebatterijen en semi traktiebatterijen komt in de nalading van deze batterijen waterstofgas vrij door elektrolyse van het elektrolyt.
Maar wat is nu precies waterstofgas?
Diwaterstof of moleculaire waterstof (H2) is de belangrijkste enkelvoudige stof van het element waterstof. Het is bij normale druk en temperatuur een kleurloos, reukloos, smaakloos en uiterst brandbaar gas, waterstofgas. Wegens zijn uiterst lage dichtheid komt het slechts in zeer lage concentraties (0,5 ppm) in de Aardatmosfeer voor.
Fysische eigenschappen
Waterstofgas is het lichtste gas en heeft bij normale druk een kookpunt van slechts 20,28 K en een smeltpunt van 14,01 K.
Onder normale omstandigheden is diwaterstof een mengsel van twee verschillende soorten moleculen die van elkaar verschillen in de draairichting die de atoomkernen hebben, ook wel 'spin' genoemd. Deze twee vormen worden ortho- en parawaterstof genoemd (niet te verwarren met isotopen). Bij normale temperatuur en druk bestaat diwaterstof voor 25 % uit de para- en 75 % uit de orthovorm. De orthovorm is onstabiel (bevindt zich in een aangeslagen toestand) en kan daardoor niet in zuivere vorm bereid worden. De twee vormen hebben een ongelijk energieniveau en daarmee licht verschillende fysische eigenschappen. Zo zijn bijvoorbeeld de smelt- en kookpunten van parawaterstof ongeveer 0,1 K lager dan die van orthowaterstof (de zogenaamde 'normale' verschijningsvorm).
Chemische eigenschappen
Waterstof kan samen met zuurstof water vormen, H2O. Hierbij komt veel energie vrij.
2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l) + 572 kJ (286 kJ/mol H2)
Daarom is een mengsel van waterstofgas en zuurstofgas, dat ook wel bekend staat als knalgas, explosief.
Waterstofgas reageert heftig met dichloor en difluor, waarbij resp. waterstofchloride en waterstoffluoride gevormd worden.
Toxicologie en veiligheid
Waterstofgas is zeer licht ontvlambaar en brandt vanaf concentraties van 4 % in de lucht. Zo verbrandde de Hindenburg onder andere doordat de waterstof in het luchtschip vlam vatte. Het was echter de buitenhuid die voor de eerste ontsteking en grote snelheid van de brand zorgde. Desalniettemin is de benodigde ontstekingsenergie bij waterstof (0,02 mJ). In perspectief tot methaan (0,29 mJ) is dit een factor 10x zo klein.
In de omgeving van waterstof geldt vanwege de lage benodigde ontstekingsenergie: geen open vuur, geen vonken en niet roken. Bij installaties is het aanbevolen om een elektrische aarding aan te brengen. (Zie ATEX).
De ontstekingstemperatuur van waterstof (565°C) ligt hoger dan bij benzine (450°C). Bij vrijkomen, (het is 14 maal zo licht als lucht) stijgt het op, waardoor het explosiegevaar minder is.
Op kamertemperatuur is bij gelijke energiewaarde het volume van waterstofgas circa 4 maal zo groot als dat van benzine.
Op kamertemperatuur is bij gelijke gewicht de energiewaarde van waterstofgas circa 3 maal zo groot als dat van benzine.
De grenswaarden waartussen een mengsel van waterstofgas en lucht ontvlambaar is ligt tussen de 4 en 96 vol %.
De temperatuur voor een spontane zelfontbranding van een waterstofgas-luchtmengsel ligt op 585 °C.
Op waterstofinstallaties zijn ATEX-voorschriften van toepassing.
M.Bergman
www.laadstation.nl