Mögliche Gefahren von H2-Gas
Chemische Gefahren
Im Chemieunterricht wird demonstriert, wie sich Wasser (2 × H₂O) in ein hochexplosives Gasgemisch (2 × H₂ + 1 × O₂) zersetzen lässt, welches Knallgas oder auch Braungas genannt wird. Wenn dieses Gasgemisch durch einen Funken entzündet wird, ist die Reaktion so heftig, dass es mit einem sehr lauten "Knall" wieder zu Wasser wird, daher der Name. Ist aber das Mischungsverhältnis von H₂‑Gas und O₂‑Gas nicht genau im Verhältnis 2:1 oder wird das Gemisch zunehmend mit der Raumluft verdünnt, wird dieser gefährliche "Knalleffekt" immer schwächer, bis das Mischgas nur noch brennt, oder sich auch gar nicht mehr entzünden lässt.
Anders als im Schulexperiment erzeugen Inhalatoren aber kein ideal zusammengesetztes Knallgas, sondern das H₂‑Gas und das O₂‑Gas kommen chemisch rein aus zwei getrennten Ausgängen und vermischen sich jeweils schnell mit der Raumluft, wobei das superleichte H₂‑Gas noch dazu sofort nach oben steigt und sich getrennt vom O₂‑Gas mit der Raumluft mischt und durch Decke und Wände auch recht schnell wieder aus dem Raum entweicht. (siehe: Gasdichtheit von Behältern)
Bei einem Gehalt von 4,1 % bis 78 % in der Luft ist H₂‑Gas entzündlich. Damit in einem Raum der Größe von 5 m × 4 m × 2,5 m sich ein entzündliches Gasgemisch bilden kann, müssten schon mehr als 2000 Liter H₂‑Gas in sehr kurzer Zeit freigesetzt werden, und das lässt sich auch mit großen Inhalatoren, die 0,6 Liter H₂‑Gas je Stunde freisetzen können, keinesfalls erreichen. Für die 2000 Liter Gas müsste der Inhalator 139 Tage lang laufen.
Und H₂‑Gas diffundiert recht schnell selbst durch Mauerwerk und Beton, weshalb in Wohnräumen (anders als bei Propangas oder Erdgas) nur die rasche Freisetzung so großer H₂‑Gas-Mengen ein Risiko darstellen könnte.
Das freie Ausströmen der getrennten Gase aus dem Inhalator stellt demnach auch bei geschlossenen Fenstern und in kleineren Räumen keine Explosionsgefahr dar, dazu reichen die vom Inhalator erzeugten Gasmengen bei weitem nicht aus. Wer aber ganz sicher gehen will, kann auch noch ein Fenster oben einen Spalt öffnen.
Für den Körper ist eine beliebig hohe Konzentration von H₂‑Gas ungefährlich, solange die Atemluft noch ausreichend Sauerstoff enthält. Wenn zu wenig Sauerstoff in der Atemluft ist, ist es wie in einem stickigen Raum oder man bekommt sogar Atemnot, was sofort erkennbar ist. H2-Gas schläfert auch nicht ein wie Kohlenmonoxid aus den Autoabgasen, das zu schleichender Bewusstlosigkeit und dann zum Ersticken führen kann.
Anders sieht die Gefahrenlage aus, wenn man die Gasausgänge am Inhalator wieder zu einem Gasstrom zusammenschließt und so zu perfektem Knallgas mischt. Dann sollte keinesfalls eine Zündquelle in die unmittelbare Nähe des ausströmenden Gases kommen! Nur wenn absolut keine Zündquelle in der Nähe der Nase ist, kann auch Knallgas gefahrlos zusammen mit der zusätzlich eingeatmeten Raumluft inhaliert werden. Empfehlen möchte ich das aber nicht, außer wenn der zusätzliche Sauerstoff helfen soll, eine bestehende Atemnot zu lindern. In China wurde in Corona-Zeiten vielen schwer kranken Patienten in den Krankenhäusern Knallgas verabreicht, weil nicht ausreichend Geräte zur Erzeugung von reinem Sauerstoff (bzw. Flaschengas) zur Verfügung standen. Gesundheitsschädlich ist das also keineswegs, aber es ist dann ganz besondere Vorsicht geboten.
Wird das Badewasser mit H₂‑Gas angereichert und ist ein Schaumbildner im Badewasser, so bildet sich auf der Wasseroberfläche ein Schaumteppich aus feinen, mit H₂‑Gas gefüllten Bläschen. Wie dieses Video zeigt, ist dieser Schaum zwar entzündlich, brennt an der Oberfläche aber nicht weiter (die Flamme erlischt immer wieder). Anders sieht es aus, wenn H₂‑Gas zusammen mit O₂‑Gas in das Badewasser gemixt wird. Im Falle von Knallgas (2 × H₂ plus O₂) brennt der Schaum dann sogar leicht explosiv, mit einem knatternden Geräusch, bei einer dicken Schaumschicht sogar mit einem lauten Knall. Badewasser sollte daher nur mit reinem H₂‑Gas ohne zusätzlichen Sauerstoff angereichert werden. Zudem stört der hohe Sauerstoffgehalt im Badewasser eine effektive Anreicherung mit Wasserstoff. Knallgas, oder Brown's-Gas wie es auch genannt wird, eignet sich nicht zur Herstellung von hochwertigem H₂‑Badewasser.
Mechanische Gefahren
Hier möchte ich das Augenmerk darauf richten, dass in allen Geräten, die hoch angereichertes H₂‑Wasser erzeugen können, auch hohe Drücke herrschen müssen.
Das trifft besonders auf die kleinen "Booster"-Flaschen für unterwegs zu, die schnell kleine Mengen von H2-Wasser erzeugen können.
Eine PEM-Zelle, wie sie auch in diesen Geräten verbaut ist, kann theoretisch einen Gasdruck über 30 bar erzeugen, was einer Tauchtiefe von 300 Metern entspricht!
Ein so hoher Druck führt zur Selbstzerstörung der verbauten PEM-Zelle und/oder des Wasserbehälters, weshalb sich zumeist im Deckel versteckt ein Sicherheitsventil befindet (ähnlich wie bei einem Druck-Schnellkochtopf).
Wird also der Deckel mit dem Überdruckventil durch eine eingeschraubte Getränkeflasche ersetzt (wofür der Hersteller auch wirbt), kann das Grundgerät oder die eingeschraubte Flasche durch den erzeugten Überdruck zerstört werden. Die Gefahr ist besonders dann gegeben, wenn die Flasche aus sehr starrem Material (Glas) ist, sehr voll mit Wasser gefüllt wurde und die H₂‑Erzeugung sehr lange (bzw. mehrfach wiederholt) läuft. Bestenfalls platzt dann die PEM-Zelle auf und wird undicht. Schlimmer wird es, wenn die Glasflasche platzt und schon so viel Druckgas enthält, dass die scharfen Glassplitter bei der Explosion durch den Raum fliegen. Werden die weicheren PET-Flaschen verwendet, dauert es sehr viel länger, bis der Druck so weit steigt, dass sich das Grundgerät zerstört, und es fliegen keine Splitter umher.
Booster-Flaschen mit einem Gaszylinder sollte man eher meiden, denn Plexiglas hat gegenüber Glas eine höhere Festigkeit, ist dehnbarer und bricht nicht so spröde mit scharfen Splittern wie Glas. (mehr darüber hier)
Meine erste Erfahrung mit so einem kleinen H2-Booster und der schicken, vom Hersteller empfohlenen Borosilikat-Glasflasche war, dass die Glasflasche in der Küche explodierte und der Boden der Glasflasche meiner Frau um die Ohren flog … Ich hatte es da "zu gut" gemeint und immer wieder mal auf den Startknopf gedrückt. Sehr beeindruckend, dass die Energie eines so kleinen Handy-Akkus in dem Gerät ausreicht, um eine Glasflasche platzen zu lassen!
