Zusammenfassung Der Einsatz von Wasserstoff (H2) im Verkehrswesen, in industriellen Anwendungen und in Energiesystemen unterstreicht die Bedeutung des Explosionsrisikomanagements, insbesondere für H2-Luft- und Hybridgemische (einschließlich Kohlenwasserstoff- und Partikel-/Metallzusätzen). Diese Übersichtsarbeit bietet eine umfassende Synthese von (i) theoretischen und rechnergestützten Methoden: 0D/1D-Screening, 1D-Flammenbeschleunigungs-/Deflagrations-zu-Detonations-Übergangsmodellen und 2D/3D-numerischer Strömungsmechanik (Reynolds-averaged Navier–Stokes/Large-Eddy-Simulation) mit detaillierter gegenüber vereinfachter Kinetik, wobei Annahmen, Genauigkeitsbeschränkungen und Validierungsanforderungen kritisch bewertet werden; (ii) experimentellen Techniken (Stoßrohre, Detonationskammern, belüftete Gehäuse, verbaute Kanäle) und diagnostischen Werkzeugen (Drucksensor-Arrays, Hochgeschwindigkeits-Bildgebung, Lasermethoden), einschließlich Skalierungsbeziehungen für Zündempfindlichkeit, Flammengeschwindigkeit und Überdruck zusammen mit den entsprechenden Unsicherheits-/Wiederholbarkeitsfaktoren; und (iii) Materialkompatibilität unter Hervorhebung von H2-Versprödung, Permeation, Ermüdung und Minderungsstrategien durch Beschichtungen, Liner und Qualifizierungsprüfungen. Für Auslegung und Betrieb relevante Vorschriften und Normen (z. B. ISO 14687, ISO/TR 15916, NFPA 2, IEC 60079) werden mit Gefahrenkontrollen korreliert, und Anwendungsbereiche werden unter Nutzung einer Perspektive des Technologie-Reifegrads/der Sicherheitsreife abgegrenzt. Erkenntnisse aus signifikanten Vorfällen werden über ein Ursachen-Barrieren-Lern-Framework zur Prävention synthetisiert. Letztlich priorisiert eine lückenstrukturierte Roadmap Benchmark-Datensätze, Unsicherheitsquantifizierungs-bewusste Modellierung, robuste Sensortechnologien und überprüfbare KI-/digitale Zwillings-Instrumente, um die Sicherheit in H2-Energiesystemen zu verbessern.
Jayabal et al. (Thu,) untersuchten diese Fragestellung.