Wasserstoff gilt als Hoffnungsträger für die Energiewende. Grüner Wasserstoff, hergestellt mithilfe erneuerbarer Energien, könnte künftig Gaskraftwerke antreiben und damit deren Betrieb klimaverträglicher machen. Auch die Luftfahrt schaut auf das leichte Gas. Doch wo Wasserstoff verbrennt, entstehen hohe Temperaturen – und genau dort beginnt ein bislang unterschätztes Problem: Das Material moderner Turbinen kann angegriffen werden.
Gasturbinen arbeiten unter extremen Bedingungen. In ihrem Inneren wird ein Brennstoff mit Luft vermischt und entzündet. Die heißen Verbrennungsgase setzen die Turbinenschaufeln in Bewegung, die wiederum Strom erzeugen oder ein Flugzeug antreiben. Jede zusätzliche Belastung des Materials kann dabei Folgen haben. Wasserstoff verändert die Verbrennung und kann die thermische Beanspruchung der Bauteile erhöhen.
Für die Betreiber klingt das zunächst nach einem technischen Detail. In der Praxis entscheidet die Haltbarkeit der Turbine aber über Kosten, Sicherheit und Verfügbarkeit einer Anlage. Werden Schaufeln oder andere Komponenten durch die Hitze angegriffen, müssen sie häufiger überprüft oder ausgetauscht werden. Das ist kein kleiner Werkstatttermin: Turbinen sind hochkomplexe Maschinen, deren Stillstand eine gesamte Anlage ausbremsen kann.
Besonders heikel ist die Frage in der Luftfahrt. Ein Flugzeugtriebwerk muss über lange Zeit zuverlässig funktionieren, während es ständig wechselnden Temperaturen und Belastungen ausgesetzt ist. Wasserstoff könnte zwar bei seiner Nutzung ohne direkten Kohlendioxidausstoß auskommen. Damit allein ist die technische Aufgabe jedoch nicht gelöst. Triebwerke, Brennkammern und Materialien müssten an den neuen Brennstoff angepasst werden. Der Blick richtet sich deshalb nicht nur auf die Herstellung und Speicherung des Wasserstoffs, sondern auch auf das Verhalten jedes einzelnen Bauteils im heißen Inneren des Antriebs.
Forschende und Ingenieurinnen müssen nun klären, wie sich der Materialangriff begrenzen lässt und welche Konstruktionen dauerhaft standhalten. Dafür reicht es nicht, Wasserstoff einfach an die Stelle eines herkömmlichen Brennstoffs zu setzen. Entscheidend bleibt, ob Turbinen die hohen Temperaturen über viele Betriebsstunden verkraften – ohne dass Sicherheit und Wirtschaftlichkeit auf der Strecke bleiben.
