Risken för att vätgasläckor självantänder i slutna utrymmen kan vara betydligt större än vad man hittills antagit. Det visar en ny studie från forskare vid universitetet i Aix-Marseille i Frankrike.
De flesta tidigare studier har fokuserat på läckor i öppna miljöer, där gasen snabbt blandas med luft och riskerna anses vara lägre. Men i den nya forskningen, publicerad i vetenskapstidskriften Combustion and Flame, har forskarna analyserat vad som sker när en vätgasläcka uppstår nära väggar eller andra hinder i slutna utrymmen.
Högre risk i trånga utrymmen
Resultaten visar att gasen kan antändas spontant när tryckvågor från en läcka reflekteras mot ytor och därmed komprimerar och värmer upp blandningen av vätgas och luft. När temperaturen når mellan 500 och 600 grader Celsius kan vätgasen självantända, även utan gnista.
– Resultatet antyder en stark påverkan av slutna utrymmen på antändningsrisken, skriver forskarna.
En läcka från en tank med ett tryck på omkring 100 bar kan alltså självantända även vid normal rumstemperatur om den sker nära en vägg eller annan yta. De flesta vätgasfordon använder trycksatta tankar på 350 eller 700 bar.
Praktiska exempel och riskscenarier
Forskarna visar att en läcka med en öppning på en millimeter vid 65 bar kan självantända om den sker 11 millimeter eller närmare en vägg. Men sker läckan 12 millimeter bort från väggen uteblir antändningen.
I en så kallad värsta tänkbara situation kan ett vätgassystem med ett tryck på så lite som 60 atmosfärer (cirka 61 bar) självantända, om en större spricka uppstår och det finns ett hinder inom tio centimeter från läckan, exempelvis i ett motorrum.
Vätgasens risker större än väntat – ny forskning väcker oro
Studien tar inte hänsyn till alla faktorer som kan påverka utfallet, exempelvis hur snabbt öppningen på läckan uppstår eller vilken friktion olika ytor ger upphov till. Men forskarna betonar att deras resultat pekar på ett tydligt samband mellan slutna utrymmen och ökad risk för antändning.
Utöver självantändning kan även statisk elektricitet, friktion eller katalytiska ytor som rostfritt stål leda till att vätgas brinner vid lägre temperaturer än den normala självantändningsnivån.
Säkerhetsfrågan i fokus
Säkerheten kring vätgas har blivit alltmer uppmärksammad i takt med att tekniken fått en central roll i energiomställningen. Explosioner vid två vätgastankstationer i Sydkorea i december, liksom en olycka vid ett forskningslabb i mars, har understrukit riskerna. Vid laboratorieolyckan skadades fem personer.
En tidigare granskning i Sydkorea visade dessutom att en av nio vätgasdrivna bussar från Hyundai hade läckage, något som väckt oro kring branschens rutiner för underhåll och kontroll.
Vätgasens fördelar som energibärare är välkända: den kan produceras med förnybara energikällor och används i bränsleceller utan koldioxidutsläpp. Men dess fysikaliska egenskaper – låg tändtemperatur, liten molekylstorlek och högt tryck i lagringssystemen – gör att säkerhetsaspekten är avgörande för teknologins framgång.
Forskarnas slutsats är att riskerna med vätgas måste beaktas inte bara i öppna miljöer, utan i hög grad i slutna utrymmen där tekniken ofta används – som i fordonens motorutrymmen eller bakom skyddspaneler.
Källa: Combustion and Flame, University of Aix-Marseille
