Mögliche Gefahren von H2-Gas
Chemische Gefahren
Im Chemieunterricht wird demonstriert, wie sich Wasser (2x H2O) in ein hochexplosives Gasgemisch (2x H2 + 1x 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 super-leichte 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 x 4 m x 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 sehr schnelle Freisetzung so großer H2-Gas-Mengen ein Risiko darstellen könnte.
Das freie Ausströmen der getrennten Gase aus dem Inhalator stellen demnach auch bei geschlossenen Fenstern und kleineren Räumen keine Explosionsgefahr Gefahr 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.
Wird das Badewasser mit H2-Gas angereichert, und ist ein Schaumbildner im Badewasser so bildet sich ein er Wasseroberfläche ein Schumteppich 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 x H2 plus O2) brennt der Schaum dann sogar explosiv mit einem katternden Geräuch oder sogar mit einem lauten Knall. Badewasser sollte daher nur mit reinem H2-Gas ohne zusätzlichen Sauerstoff angereichert werden.
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 wurden in Corona-Zeiten vielen schwerkranken Patienten in den Krankenhäusern Knallgas verabreicht, weil nicht ausreichend Geräte zur Erzeugung von reinem Sauerstoff (bzw. Flaschengas) zur Verfügung standen.
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 stickigem Raum oder man bekommt sogar Atemnot, was sofort erkennbar ist. H2-Gas macht auch eher wach anstatt wie Kohlenmonoxid aus den Autoabgasen zu schleichender Bewusstlosigkeit und Ersticken zu führen.
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 für 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.
Booster-Flaschen mit einem Gas-Zylinder 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, von Hersteller empfohlenen Bor-Silikat-Glasflasche war, dass die Glasflasche in der Küche explodierte und der Boden der Glasflache meiner Frau um die Ohren flog ... ich hatte es da "zu gut" gemeint und immer wieder mal auf den Startknopf gedrückt. Sehr beeindrucken, dass die Energie eines so kleinen Handy-Akkus in dem Gerät ausreicht, um eine Glasflasche platzen zu lassen!