Physikalische Eigenschaften

Wasserstoff ist das Element mit der geringsten Dichte. Molekularer Wasserstoff (H₂) ist etwa 14,4-mal weniger dicht als Luft. Flüssiger Wasserstoff wiegt 70,8 Gramm pro Liter. Sein Schmelzpunkt liegt bei −259,2 °C, der Siedepunkt bei −252,9 °C.

Wasserstoff ist in Wasser und anderen Flüssigkeiten schlecht lösbar. Seine Löslichkeit in Metallen ist deutlich höher. Wasserstoff besitzt insbesondere aufgrund der sehr geringen Molekülmasse besondere thermodynamische Eigenschaften. Beispielsweise bewegen Wasserstoffmoleküle sich bei Raumtemperatur mit einer Geschwindigkeit von 1770 m/s.

Wasserstoff besitzt bei Raumtemperatur den höchsten Diffusionsgrad (Ausgleich von Konzentrationsunterschieden) und die höchste Wärmeleitfähigkeit aller Gase. Ein sehr wichtiges Phänomen ist die außerordentlich hohe Diffusionsgeschwindigkeit in Eisen, Platin und einigen anderen Übergangsmetallen, da es dort zur Wasserstoffversprödung kommt. In Kombination mit einer hohen Löslichkeit treten bei einigen Werkstoffen extrem hohe Permeationsraten (Fähigkeit Feststoff zu durchdringen) auf. Hieraus ergeben sich technische Nutzungen zur Wasserstoffanreicherung, aber auch technische Probleme beim Transportieren, Lagern und Verarbeiten von Wasserstoff und Wasserstoffgemischen. Neben den hohen Kosten bei der Erzeugung, sind das die Gründe, wieso eine Wasserstoffnutzung als Energieträger bisher im Gegensatz zur Nutzung von fossilen Primärenergieträgern nicht zum im großen Maßstab Zuge gekommen ist.

In einem magnetischen Feld verhält sich H₂ sehr schwach diamagnetisch. Diamagnetische Materialien entwickeln in einem externen Magnetfeld ein induziertes Magnetfeld in einer Richtung, die dem äußeren Magnetfeld entgegengesetzt ist. Diamagnetische Materialien haben die Tendenz, aus einem inhomogenen Magnetfeld herauszuwandern. Ohne äußeres Magnetfeld haben diamagnetische Materialien kein eigenes Magnetfeld, sie sind nichtmagnetisch. Gegenüber elektrischem Strom ist H₂ ein Isolator.