Zusammenfassung

 
Begriff

Knallgas ist ein Gemisch aus gasförmigem Wasserstoff und Sauerstoff. Liegt der Volumenanteil an Wasserstoff zwischen 4 % (UEG) und 77 % (OEG), so kommt es bei Kontakt mit offenem Feuer (Glut, Funken) oder bei elektrischer Entladung zu einer Explosion mit lautem Knall (Detonation), der sog. Knallgasreaktion. Es entstehen dabei Wasser und Wasserstoffperoxid.

In Brennstoffzellen (elektrochemische Zellen) läuft die Knallgasreaktion langsamer und kontrolliert ab. Die freiwerdende Energie wird als elektrischer Strom sowie Wärme freigesetzt. Brennstoffzellen können in Elektrofahrzeugen, Kraftwerken sowie in Laptops und Handys eingesetzt werden und elektrischen Strom liefern.

Beim autogenen Schweißen kommt ebenfalls ein Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisch zum Einsatz.

Knallgas lässt sich durch die elektrolytische oder thermische Zersetzung von Wasser herstellen.

 
Gesetze, Vorschriften und Rechtsprechung

Es gelten folgende Regelungen:

  • Gefahrstoffverordnung (GefStoffV)
  • Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV)
  • DGUV-R 113-001 "Explosionsschutz-Regeln"
  • TRBS 1201 "Prüfungen und Kontrollen von Arbeitsmitteln und überwachungsbedürftigen Anlagen",Teil 1
  • TRBS 2141 "Gefährdungen durch Dampf und Druck"
  • TRGS 720 "Gefährliche explosionsfähige Gemische – Allgemeines"
  • TRGS 721 "Gefährliche explosionsfähige Gemische – Beurteilung der Explosionsgefährdung"
  • TRGS 722 "Vermeidung oder Einschränkung gefährlicher explosionsfähiger Gemische"
  • TRGS 723 "Gefährliche explosionsfähige Gemische – Vermeidung der Entzündung gefährlicher explosionsfähiger Gemische"
  • TRGS 724 "Gefährliche explosionsfähige Gemische – Maßnahmen des konstruktiven Explosionsschutzes, welche die Auswirkung einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschränken"
  • TRGS 727 "Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen"

1 Gefahren

1.1 Brand- und Explosionsgefahren

Beim Laden von Blei-Batterien können durch Elektrolyse Wasserstoff und Sauerstoff entstehen. Wasserstoff bildet zusammen mit Sauerstoff ein explosionsfähiges Gemisch (Knallgas). In der Umgebungsluft kann sich dadurch eine explosionsfähige Atmosphäre bilden.

Gegen Ende des Ladevorgangs und v. a. beim Überladen ist die Bildung der Gase am größten. Auch nach Abschalten des Ladestroms muss noch während einer Stunde mit Gasbildung gerechnet werden.

2 Maßnahmen

2.1 Technische Maßnahmen

  • Batterieladestationen bzw. -räume mit technischer oder natürlicher Be-/Entlüftung ausstatten, damit entstehender Wasserstoff gefahrlos entweichen kann, und Wirksamkeit überwachen. Die Lüftung muss vor Beginn des Ladevorgangs eingeschaltet werden und nach Beendigung noch mind. 1 Stunde nachlaufen. Die Wasserstoffkonzentration muss unter 4 Vol.-% (UEG) gehalten werden.

     
    Wichtig

    Knallgasprobe

    Mit der Knallgasprobe kann Wasserstoff nachgewiesen werden: Ist das aufgefangene Gas reiner Wasserstoff, so erfolgt eine ruhige Verbrennung oder schwache Verpuffung. Besteht das aufgefangene Gas dagegen aus Wasserstoff und Sauerstoff, so erfolgt die Verbrennung mit einem pfeifenden Geräusch.

  • Im Labor bzw. in Unterrichtsräumen Knallgasversuch (zur Demonstration) hinter einer ausreichend dimensionierten Schutzscheibe durchführen.

     
    Achtung

    Demonstration: Knallgasversuch

    Der Knallgasversuch wird i. d. R. in einem Reagenzglas durchgeführt. Bei zu enger Öffnung besteht die Gefahr, dass das Reagenzglas dem Druck der Detonation nicht stand hält und zerbricht. Deshalb sollte ein Versuchsglas mit einer ausreichend großen Öffnung verwendet werden.

2.2 Organisatorische Maßnahmen

  • Sachkundige Person muss Betriebs- bzw. Laderäume beurteilen;
  • Betriebsanweisung erstellen und Beschäftigte regelmäßig unterweisen;
  • Explosionsschutzdokument erstellen;
  • Abstand von Batterieanlagen zu brennbarem Material mind. 2,5 m, zu explosionsgefährdeten Bereichen mind. 5 m;
  • Batterien und Ladegeräte leicht zugänglich aufstellen, damit Kontrolle und Wartung einfach möglich sind;
  • Kennzeichnung von Batterieladeanlagen (also Batterieladeräume, Batterieladestationen, Einzelladeplätze und die zum Laden erforderlichen elektrischen Betriebsmittel) u. a. mit W026 "Warnung vor Gefahren durch das Aufladen von Batterien"und P003 "keine offene Flamme; Feuer, offene Zündquelle und Rauchen verboten";
  • Jugendliche dürfen nur beschäftigt werden, wenn dies zum Erreichen des Ausbildungszieles erforderlich ist und wenn die Aufsicht durch eine Fachkraft gewährleistet werden kann. Eine Beurteilung aus arbeitsmedizinischer Sicht ist hilfreich.

2.3 Persönliche Maßnahmen

  • Augenschutz: Schutzbrille mit Seitenschutz

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