DE2827997A1

DE2827997A1 - Aktiviertes aluminium enthaltender brennstoff

Info

Publication number: DE2827997A1
Application number: DE19782827997
Authority: DE
Inventors: Fred B Bernat
Original assignee: Humatec Resources Inc
Current assignee: Humatec Resources Inc
Priority date: 1977-06-27
Filing date: 1978-06-26
Publication date: 1979-01-18
Also published as: GB2002332A; GB2002332B; IT7824969A0; IT1097276B; JPS5413502A; FR2396071A1

Description

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HUMATEC RESOURCES, INC., 211 East 49th Street, New York, New York 1QQ17, V. St. A.

Aktiviertes Aluminium enthaltender Brennstoff

Die Erfindung betrifft einen Brennstoff und insbesondere einen umweltfreundlichen festen Brennstoff, der zu keiner Umweltverschmutzung führt und Wasserstoff, Sauerstoff, geringe Mengen an Verbindungen von aktiviertem Aluminium und wenigstens Spurenmengen an Chlor sowie Silicium in hexagonaler Strukturform enthält.

Es besteht eine dringende Notwendigkeit, einen Brennstoff, der nicht aus Erdöl gewonnen wird und der in Industrie und Haushalt sowie zum Betreiben von Motoren verwendet werden kann, zu entwickeln und zwar einerseits wegen der prekären Abhängigkeit von potentiell unzuverlässigen öllieferanten und andererseits weil mit Sicherheit die Ölreserven der Welt in nicht sehr ferner Zukunft erschöpft sein werden. Der Brennstoff gemäß der Erfindung wird nicht nur nicht aus Erdöl oder überhaupt aus Kohlenwasserstoffen oder anderen bekannten Ausgangsmaterialien für die Herstellung von Brennstoffen gewonnen, sondern ist erhältlich aus leicht zugänglichen Materialien, die relativ billig und wirtschaftlich mit den derzeit in großem Umfang verwendeten Brennstoffen konkurrenzfähig sind. Insbesondere aber verbrennt der Brennstoff gemäß der Erfindung sauber und unter höherer Energieabgabe als öl oder Kohle und hinterläßt keine Rückstände, luftverschmutzende Substanzen oder sichtbare Schmutzteilchen.

Kurz gesagt ist alles, was für die Herstellung des Brennstoffs gemäß der Erfindung erforderlich ist, gewöhnliches Aluminium, eine

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Halogensäure, wie Chlorwasserstoffsäure, Quecksilber, Wasser und gasförmiger Sauerstoff.

Der feste Brennstoff gemäß der Erfindung enthält vorwiegend Sauerstoff und Wasserstoff im Verhältnis von 6 bis 14 Atomen Wasserstoff zu 3 bis 7 Atomen Sauerstoff, wobei Sauerstoff und Wasserstoff an und durch geringe Mengen von Verbindungen von aktiviertem Aluminium gebunden sind, und außerdem wenigstens Spurenmengen von nicht-assoziiertem Chlor und Silicium, wobei das Silicium in hexagonaler Strukturform vorliegt.

Dieser Brennstoff kann zweckmäßig wie folgt hergestellt werden:

1) Metallisches Aluminium wird mit einer Säurequelle solcher Art und Konzentration, daß Oxid von seiner Oberfläche entfernt und seine Bildung verhindert wird, in Kontakt gebracht ;

2) gleichzeitig oder danach wird das Aluminium" mit Quecksilber oder einer Quelle für Quecksilber in Kontakt gebracht;

3) das mit Quecksilber in Kontakt gebrachte Aluminium wird dann wenigstens teilweise in Salzsäure getaucht, bis sich eine Aufschlämmung von Teilchen aus dem mit Quecksilber behandelten Aluminium in der Säure gebildet hat, wobei das Eintauchen bei einer Temperatur zwischen Umgebungstemperatur und nicht mehr als etwa 4o°C erfolgt;

4) die Aufschlämmung wird dann weiter oxydiert, indem man Sauerstoff hindurchleitet;

5) dann wird die oxydierte Aufschlämmung getrocknet. Die so erhaltene feste Masse ist der Brennstoff gemäß der Erfindung.

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In den Zeichnungen ist:

Figur 1 ein schematischer Aufriß im Schnitt einer Ausführungsform der Stufe 1) des Verfahrens gemäß der Erfindung;

Figur 2 eine schematische Ansicht gleich der von Figur 1, die eine weitere Ausführungsform der Stufe 1) des Verfahrens gemäß der Erfindung veranschaulicht;

Figur 3 eine schematische Ansicht gleich der von Figur 1, die die Bildung der Aufschlämmung in einem HCl-Bad gemäß Stufe 3) des Verfahrens gemäß der Erfindung veranschaulicht. Bei dieser Ausfuhrungsforra wird das Aluminium praktisch in gleichen Abständen von Seiten und Boden des Gefäßes angeordnet.

Figur 4 ist eine Veranschaulichung der Struktur von unbehandeltem, inaktivem Silicium, wie es in unbehandeltem Aluminium vorkommt.

Figur 5 ist eine Veranschaulichung der hexagonalen Struktur von Silicium des aktivierten Aluminiums, wie es in dem festen Brennstoff gemäß der Erfindung oder in der als Zwischenprodukt gebildeten Aufschlämmung anwesend ist.

Der feste Brennstoff gemäß der Erfindung kann beschrieben werden als ein homogenes, überoxydiertes festes Material, das hauptsächlich Sauerstoff und Wasserstoff in einem Verhältnis entsprechend der empirischen Formel (H_?0) , in der η 3 bis 7 ist, und eine geringere Menge, jedoch nicht weniger als etwa 0,7 Gew.-% an Verbindungen von mit Quecksilber aktiviertem Aluminium mit Chlor, Sauerstoff und/oder Natrium enthält, wobei der Brennstoff aber noch

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wenigstens Spurenmengen von nicht-assoziiertem Chlor und Silicium integral gebunden enthält, das Silicium in hexagonaler Strukturform vorliegt, der Brennstoff ein spezifisches Gewicht von etwa 2,2, einen Brechungsindex von etwa 1,3218 bis 1,3987* eine Entzündungstemperatur von wenigstens etwa 430⁰C und einen Heizwert von etwa 49 kj · g~ oder darüber (thermal output 21,000 or more B.T.U.'s/nound) und, nach der Entzündung, als eine Flüssigkeit

^Jr . brennt.

Unter "aktiviertes Aluminium" ist ein metallisches Aluminium zu verstehen, das mit Quecksilber behandelt ist, wenn seine Oberfläche oxidfrei ist. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird das aktivierte Aluminium anschließend durch Eintauchen über längere Zeit in Salzsäure bei Temperaturen zwischen Umgebungstemperatur und nicht mehr als etwa 4o°C, vorzugsweise zwischen etwa 25 und 30⁰C, in eine Aufschlämmung überführt. In seinem "aktivierten" Zustand bleibt das metallische Aluminium der Aufschlämmung in elementarer Form, ist jedoch klathratisch und enthält Spurenmengen an "freiem" Chlor "eingeschlossen". Außerdem hat sich die Struktur des im allgemeinen in metallischem Aluminium als Verunreinigung anwesenden Siliciums verändert, d.h. das gewöhnlich im wesentlichen in sphärischer Form vorliegende Silicium hat eine hexagonale Struktur angenommen. Das kann durch elektronenmikroskopische Untersuchung des Brennstoffs in seiner trockenen Form gezeigt werden. Diese Veränderung der Struktur des Siliciums ist vermutlich von wesentlicher Bedeutung für die Eigenschaften der Masse gemäß der Erfindung. Das klathratisch eingeschlossene freie Chlor ist ebenfalls von wesentlicher Bedeutung für die Funktion der Masse gemäß der Erfindung als Brennstoff.

Der Brennstoff gemäß der Erfindung beginnt bei etwa 430⁰C oder etwa der Verbrennungstemperatür eines gewöhnlichen Zündholzes zu brennen. Er ist stabil und vollständig sicher in der Handhabung,

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ist nicht-korrodierend, nicht-explosiv, und kann leicht verformt werden. Durch Zugabe von Bindemitteln, wie Magnesiumstearat, und Dispersionsmitteln, wie nicht-ionischen Detergenzien, kann der Brennstoff zu Ziegeln oder Briketts verformt und in dieser Form verwendet werden.

In seiner einfachsten Form ist der Brennstoff gemäß der Erfindung ein schuppiger, trüber, weißlicher, amorpher Feststoff, der sich beim Stehen etwas aufwellt. Er brennt stetig, beginnend am Entzündungspunkt. Bei dieser Temperatur ist festzustellen, daß sich eine Flüssigkeit bildet. Diese Flüssigkeit brennt dann weiter. Das feste Material entzündet sich fortschreitend und es erfolgt eine stetige regulierbare Verbrennung. Zu gegebener Zeit wandelt sich der gesamte Feststoff in eine Flüssigkeit, die selbst vollständig ohne Rückstand und ohne sichtbare Verunreinigungen verbrennt, um. Bemerkenswert ist, daß der Brennstoff, obwohl er zunächst ein Feststoff ist, nach der Entzündung als Flüssigkeit brennt. Nach der Entzündung kann manchmal ein schwacher Chlorgeruch bemerkt werden, der jedoch fast augenblicklich verschwindet. Beim Erhitzen für längere Zeit auf erhöhte Temperaturen, d.h. etwa 300⁰C, jedoch unter die Verbrennungstemperatur, wird gasförmiges Chlor entwickelt. Wenn das Material jedoch, beispielsweise mit einem Zündholz, entzündet wird, können weder Chlor noch andere Verunreinigungen, abgesehen von den oben beschriebenen, bemerkt werden, und der Brennstoff brennt sauber und stetig, bis er vollständig verbraucht ist. Wenn der Brennstoff unter Zugabe von Fremdmaterial, wie Magnesiumstearaten oder nicht-ionischen Detergenzien, zu Ziegeln und Briketts verformt ist, hinterlassen diese Fremdmaterialien natürlich einen Rückstand. Es sei jedoch noch einmal hervorgehoben, daß der Brennstoff selbst keinen Rückstand hinterläßt.

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Die Wirkung der Masse gemäß der Erfindung ergibt sieh aus einem Vergleich der freiwerdenden Wärmemenge, d.h. dem Heizwert, mit derjenigen von Heizöl und/oder Kohle. (Die im folgenden verwendete Bezeichnung "BB-3" bezieht sich auf die Masse gemäß der Erfindung) :

(1) (2) D)

BB-3 Heizöl Bituminöse Kohle

51,2 kJ.g"¹ 32,6 kJ-g"¹ 33,8 kj-g"¹

[21,960 (14,000 B.T-U.^!s/lb.) (14,500 B.T.U.'s/lb.)

B.T.Ü.'s/lb.

(10B.T.U. 's/gram)]

-Weitere Vorteile werden in folgenden aufgezeigt.

Die !«Sasse gemäß der Erfindung kann zweckmäßig nach dem folgenden Verfahren hergestellt werden, jedoch müssen die Verfahrensstufen nicht streng eingehalten werden. Die erste Stufe, die Herstellung einer Form von Aluminium, die als "Phase eins" bezeichnet werden kann, kann beispielsweise wie folgt durchgeführt werden:

Unter Verwendung der Vorrichtung von Figur 1 wird ein Aluminiumbarren oder -stab 1 wie gezeigt in einen Behälter 2, der vorzugsweise aus Glas besteht, eingebracht, und eine dünne Schicht 3n Salzsäure wird darüber gebracht, derart, daß sie das Aluminium etwas bedeckt. In dieser Stufe ist die Form des Aluminiums nicht sehr wesentlich. Im allgemeinen ist jedoch der leichten Handhabung wegen ein Barren oder ein Stab bevorzugt. Zweck der Säurebehandlung ist es, Oxid von der Aluminiumoberfläche zu entfernen und seine Bildung zu unterbinden. Die für diesen Zweck verwendete Säure ist gewöhnlieh HCl.

Zweckmäßig wird als itasgangsmaterial ein im wesentlichen reines Aluminium verwendet. Aluminium des Handels mit einer Reinheit von et-

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v/a 99>9fc> das aus Bauxit erhalten und in üblicher Weise raffiniert ist, kann verwendet werden. Wesentlich ist, daß das Aluminium eine gewisse Menge an Silicium in der Größenordnung von I50 bis j500 ppm enthält. Die Menge an Silicium kann aber auch geringer oder größer sein. In der Praxis kann die Menge an Silicium empirisch ermittelt werden, vie im folgenden beschrieben.

Das Aluminium wird dann mit Quecksilber in Kontakt gebracht oder überzogen, vorzugsweise indem man es in ein Quecksilberbad eintaucht. In jeder dieser einleitenden Stufen ist die Temperatur nicht von wesentlicher Bedeutung, darf jedoch nicht derart sein, daß sie die Bildung von Oxid und/oder gasförmigem Chlor begünstigt. Umgebungstemperatur ist geeignet.

Vorzugsweise erfolgt der Kontakt mit Säure und Quecksilber gleichzeitig, vrie durch Figur 2 veranschaulicht. Dabei wird das Aluminium 1 in die Säure 3 und das schwerere Quecksilber k getaucht, wobei die HCl eine Schicht auf dem Quecksilber bildet.

Unabhängig davon, ob gemäß Figur 1 oder gemäß Figur 2 oder mit einer anderen geeigneten Vorrichtung gearbeitet wird, kann die Zeit des Kontakts mit Quecksilber minimal, in der Größenordnung von zwischen etwa 15 und 30 Sekunden sein. Ein längerer Kontakt ist jedoch nicht schädlich, sofern nicht zuviel Wärme erzeugt wird. Das Quecksilber hat lediglich die Funktion eines Katalysators, der eine Änderung der Struktur des Aluminiums bewirkt. Wie erwähnt, ist diese geänderte Struktur die "Phase eins".

Das Quecksilber kann zurückgewonnen und immer wieder erneut verwendet werden. Für diese Rückgewinnung ist keine besondere Vorrichtung erforderlich. Da Quecksilber ein viel höheres Gewicht als die übrigen Reaktanten in dem Bad hat, sinkt es einfach auf den Boden des Gefäßes, während die Aufschlämmung gebildet wird; d.h. die-

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jenigen Mengen an Quecksilber, die an oder in dem Aluminium eingefangen werden, werden während der Bildung der Aufschlämmung durch ihr Eigengewicht wieder abgetrennt. Wegen seines hohen spezifischen Gewichtes kann Quecksilber nicht in der Aufschlämmung suspendiert bleiben. Auch in dem fertigen Brennstoff gemäß der Erfindung befindet sich kein Quecksilber.'

Die Bildung der "Phase zwei" ist die zweite Stufe des Verfahrens gemäß der Erfindung, die darin besteht, daß man eine Aufschlämmung der Phase eins in Salzsäure bildet.

Die Aufschlämmung kann in verschiedener Weise hergestellt werden, und die Art ihrer Herstellung ist für sich nicht wesentlich. Beispielsweise kann der mit Quecksilber behandelte Aluminiumstab oder -barren in einen weiteren Behälter, der ein HCl-Bad enthält, eingetaucht werden. Das HCl ist gewöhnlich etwa 1n bis etwa 2n, jedoch ist der tatsächlich anzuwendende Konzentrationsbereich empirisch. Wenn die Phase eins, die in HCl etwas löslich ist, in die Säurelösung eingebracht wird, bildet sich eine ziemlich viskose Aufschlämmung von weißer Farbe. Die Aufschlämmung beginnt nach etwa 8 Stunden als eine wolkige Suspension und wird dann zunehmend dichter. Das ist die Folge des Wachstums von feinteiligem Material in oder auf dem mit Quecksilber behandelten und aktivierten Aluminiumbarren oder -stab der Phase eins. Dieses Wachstum wird durch Figur 1 veranschaulicht, worin die dicke Aufschlämmung 5 als sich in dem Säurebad bildend veranschaulicht ist. Während sich mehr und mehr Teilchen bilden, wird die Aufschlämmung immer viskoser. Je nach der Größe des Aluminiumbarrens oder der anwesenden Menge an HCl kann die Bildung der Aufschlämmung fortschreiten, bis das Aluminium der Phase eins vollständig verbraucht ist. In der Praxis hört die Umsetzung jedoch gewöhnlich auf, bevor der Aluminiumbarren vollständig verbraucht ist, weil die Aufschlämmung so dicht wird, daß kein weiteres Wachstum mehr erfolgen kann. Dies tritt gewöhn-

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lich nach etwa 72 Stunden auf. Zu diesem Zeitpunkt kann die so gebildete dicke Aufschlämmung teilweise oder vollständig entfernt werden, weiteres HCl kann zugesetzt und die Bildung von Aufschlämmung fortgesetzt v/erden. Die Viskosität dieser Aufschlämmung gemäß der Erfindung liegt vorzugsweise zwischen etwa 12 und 16 Pa·s (about 12,000 and about 16,000 cps).

Diese Aufschlämmung ist die "Phase zwei". Bei ihrer Bildung ist die Temperatur wesentlich, d.h. sie soll zwischen Umgebungstemperatur und nicht mehr als etwa 4o°C, vorzugsweise zwischen etwa 25⁰C und ^0⁰C, liegen. Die Viskosität der Aufschlämmung kann bis herunter zu 10 Pa*s (10,000 cps) liegen und liegt, wie erwähnt, vorzugsweise zwischen 12 und 16 Pa-s (12,000 to 16,000 cps). Die obere Grenze der Viskosität wird jedoch, wie oben erwähnt, durch praktische Erwägungen bestimmt, d.h. die Umsetzung hört einfach auf, wenn die Aufschlämmung zu dick wird. Die Viskosität wird durch die Zeit und die anfangs verwendete Menge an Aluminium bestimmt.

Alternativ, jedoch weniger erwünscht, kann die Aufschlämmung auch in situ in der durch Figur 2 veranschaulichten Durchführungsform hergestellt werden. Dabei wird der Aluminiumbarren oder -stab mit HCl bedeckt, teilweise aber auch in die Quecksilberquelle eingetaucht. Wenn die Oxidbildung auf dem Aluminium verhindert ist, muß das HCl nicht notwendig mehr das Aluminium bedecken. Ein Teil des Aluminiums kann über der Oberfläche freiliegen. In jedem Fall, d.h. unabhängig davon, ob das HCl die Oberfläche des Aluminiums weiter bedeckt oder nicht, erfolgt eine Art von Komplexwachstum. Bei dieser Ausführungsform ist dieses Wachstum selbst nicht die Aufschlämmung "Phase zwei" gemäß der Erfindung. Diese bildet sich vielmehr bei dieser "in situ"-Behandlung entweder wenn die "gewachsenen" Teilchen in den Säureteil des HCl/Hg-Bades "abfallen", oder gegebenenfalls nachdem der gewachsene Komplex (entweder von der der Luft ausgesetzten Aluminiumoberfläche oder von der durch Säure be-

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deckten Oberfläche) entfernt und in ein getrenntes HCl-Bad eingebracht ist, so daß die hier beschriebene Aufschlämmung gebildet wird. In jedem Fall wird die Reihenfolge eingehalten, daß ein oxidfreies Aluminium mit Quecksilber behandelt wird, um seine Struktur zu ändern und es zu aktivieren, und das Aluminium dann mit HCl in Kontakt gebracht und gehalten wird, um die Aufschlämmung "Phase zwei" zu bilden.

In der Stufe der Herstellung der Aufschlämmung hat es sich als nützlich erwiesen, eine unerwünschte Erwärmung dadurch zu verhindern, daß man den Aluminiumbarren oder -stab praktisch in gleichen Abständen von den Seiten und dem Boden des Gefäßes oder in einem Abstand von den Seiten und dem Boden des Gefäßes, der im wesentlichen gleich oder größer als der Durchmesser des Barrens oder Stabs, der vorzugsweise zylindrisch ist, ist, anordnet. Das Auftreten unerwünschter Wärme kann aber natürlich auch ohne diese besondere Anordnung erzielt werden. In diesem Fall muß aber die Vermeidung von Oxiden als Folge eines Überhitzens stetig überwacht werden. Beispielsweise könnte der behandelte Barren konstant entfernt, erneut gewaschen, wieder eingesetzt und erneut mit Quecksilber bedeckt werden.

Die Aufschlämmung "Phase zwei" ist ziemlich sauer, d.h. hat ein pH zwischen etwa 3 und etwa 4. Sie enthält auch sowohl Wasserstoff als auch Sauerstoff und Chlorionen in den Teilchen der Aufschlämmung. Außerdem sind natürlich auch andere Verbindungen, die durch die Einführung des Al in das HCl-Bad gebildet werden, in der Aufschlämmung anwesend. Zu diesen gehören Aluminiumchlorid, Aluminiumoxid und möglicherweise Aluminiumhydroxid und Aluminiumchlorhydrat.

Zu diesem Zeitpunkt ist es erwünscht, das pH der Aufschlämmung vorzugsweise auf einen Wert von etwa 5Λ - 0,1 zu erhöhen.

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Die Erhöhung des pH erfolgt durch Zusatz eines starken Hydroxids, wie NaGH oder KOH, vorzugsweise NaOH, zu dem Material "Phase zv/ei". Die Konzentration der NaOH ist nicht von wesentlicher Bedeutung, kann aber gewöhnlich zwischen etx^a 2n und j5n liegen. Die Aufschlämmung mit dem erhöhten pH kann als "Phase drei" bezeichnet werden. Die Erhöhung des pH ist zwar nicht absolut wesentlich, jedoch sehr erwünscht aus Gründen der Stabilität, wie im folgenden näher erläutert.

Die nächste Stufe des Verfahrens ist die Oxydation der Aufschlämmung. Diese Oxydation kann durchgeführt werden, indem man gasförmigen Sauerstoff in irgendeiner geeigneten Weise und für eine ausreichende Zeit, daß die Molekülstruktur wenigstens zwei weitere Sauerstoffatome aufnimmt, wie beispielsweise mit einem Beckman- oder Bausch & Lomb-Analysator gemessen werden kann, aufgenommen hat. Dadurch wird die als "Phase vier" bezeichnete oxydierte Aufschlämmung erhalten.

Zu diesem Zeitpunkt enthält die Aufschlämmung je nach der Dicke oder Dichte der "Aufschlämmung" zwischen etwa 1,5 und etwa ~5,0% elementares aktiviertes Aluminium. Diese superoxydierte Aufschlämmung hat ihr Aussehen sichtbar von einer milchig weißen Farbe zu einem trüberen dunkleren Weiß verändert. Die Viskosität bleibt die gleiche und liegt vorzugsweise zwischen 12 und 16 Pa«s (12,000 and 16,000 cps).

Als letzte Stufe des Verfahrens bleibt die Trocknung der oxydierten Aufschlämmung. Die hierfür angewandte Methode ist nicht von kritischer Bedeutung; d.h. jedes praktisch durchführbare Verfahren ist geeignet. Beispielsweise kann man die Aufschlämmung einfach bei Umgebungstemperatur der Luft aussetzen. Die flüchtigen Materialien, hauptsächlich Wasser, verdampfen, wobei ein Gewichtsverlust von nur

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2 bis 3 Gew.-^ auftritt. Die hierfür erforderliche Zeit ist empirisch. Man erhält das oben beschriebene trübe, schuppige, amorphe feste Material, d.h. die "Phase fünf". Es kann pulverisiert werden, jedoch muß es dann mit geringer Geschwindigkeit vermählen werden, so daß die Spurenmenge an freiem Chlor nicht verloren geht. Wenn man das Material stehen läßt, bleibt der feste Brennstoff für unbegrenzte Zeit in stabilem Zustand, ohne seine Konsistenz zu ändern oder Material oder Heizvermögen einzubüßen.

In dem festen Brennstoff liegt das Aluminium in gebundener Form vor, wie weiter unten beschrieben. Es war nicht zu erwarten, daß das Aluminium in dem Brennstoff in gebundener und nicht in elementarer Form vorliegen würde. In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß in der Aufschlämmung, und zwar sowohl in dem HCl-Bad oder wenn es, solange es noch naß ist, entnommen wird, das Aluminium sicher in elementarer Form anwesend ist. Dies ist jedoch in dem trockenen Brennstoff nicht mehr der Fall. Wenn dieser Atomabsorptionstests unterworfen wurde, wurden nur "Verbindungen" von Aluminium aufgefunden.

Die Menge an Wasserstoff und Sauerstoff in dem Brennstoff gemäß der Erfindung, die an und durch die aktivierten Aluminiumverbindungen gebunden sind, kann, wie erwähnt, von 6 bis 14 Atomen Wasserstoff zu 3 bis 7 Atomen Sauerstoff betragen. Das Verhältnis wird durch GasChromatographie bestimmt.

Die Mindestmenge an den Verbindungen von aktiviertem Aluminium, die in dem festen Brennstoff anwesend sind, soll etwa 0,7$ betragen. Diese Mindestmenge muß aber in der Praxis ebenfalls empirisch ermittelt werden, da eine zu geringe Menge Wasserstoff und Sauerstoff nicht bindet. Es wurde gefunden, daß die Menge an Aluminium in den Verbindungen des Endproduktes vorzugsweise zwischen etwa 1,5 und etwa J)₃O Gew. -% des gesamten Brennstoffs liegt. Die Menge an den

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Aluminiumverbindungen hängt mit der Viskosität der Aufschlämmung zusammen. Wenn die Aufschlämmung eine Viskosität von 12 Pa*s (12,000 cps) hat, beträgt die Menge an Aluminium in den Verbindungen in dem getrockneten Produkt etwa 1,5^· Wenn die Aufschlämmung eine Viskosität von 16 Pa«s (16,000 cps) hat, beträgt die Menge an Aluminium in dem fertigen Feststoff etwa 3,Q?o. Bei Viskositäten innerhalb dieser Bereiche variiert die Menge an Verbindungen des aktivierten Aluminiums entsprechend.

Wie oben erwähnt, ist der Brennstoff gemäß der Erfindung "überoxydiert". Paradoxerweise bedeutet dies vielleicht, daß das Endprodukt eine größere Menge an Wasserstoff in gleichen Anteilen enthält; d.h. die empirische Beziehung ist (H_p0) , worin η 3 bis J ist. Der zugesetzte Sauerstoff ist notwendig, um den "zusätzlichen" Wasserstoff von der nicht-oxydierten Aufschlämmung, der sonst von dem Brennstoff abgegeben werden würde, zu binden. Da es offensichtlich der Wasserstoff in dem Brennstoff ist, der brennt, ist dies von wesentlicher Bedeutung. Wenn das Verhältnis von Wasserstoff- zu Sauerstoffatomen nur 2:1 oder 4:2 beträgt, brennt die fertige Masse nicht. Daher ist es wesentlich, daß das Atomverhältnis von Wasserstoff zu Sauerstoff wenigstens 6:3 bis 14:7 beträgt.

Ein weiteres Phänomen, für das ebenfalls keine Erklärung zur Hand ist, besteht darin, daß bei dem Brennstoff gemäß der Erfindung offensichtlich eine Art Resonanz zwischen den Aluminiumverbindungen auftritt, die dazu dient, den Wasserstoff und Sauerstoff zu binden. In einer Stufenanalyse variieren die prozentualen Mengen an Aluminiumoxid, Aluminiumchlorid, Natriumaluminat und dergl. offensichtlich von einer Stufe zur anderen. Mit anderen Worten, obwohl der feste Brennstoff mechanisch stabil ist, variiert offensichtlich stetig sein Gehalt an Verbindungen von aktiviertem Aluminium. D.h. der Gehalt an "Verbindung" bleibt zwar konstant, aber die ionischen Teile davon schwanken offenbar.

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Ein weiteres Phänomen des Brennstoffs liegt darin, daß nach seiner Auflösung in einer alkoholischen Lösung das pH der Lösung schwankt und zwar zwischen etwa 4,5 und 5,5- Auch hierfür gibt es zunächst keine Erklärung.

Wie erwähnt, enthält der feste Brennstoff gemäß der Erfindung auch wenigstens Spuren an "freiem" Chlor. Die Anwesenheit des Chlors ist wesentlich, weil es offensichtlich der erste Bestandteil des Brennstoffs ist, der Feuer fängt. Die feste Masse enthält auch wenigstens Spuren an "freiem" Silicium. Die Siliciumatome haben jedoch eine hexagonale Strukturform angenommen. Die Figuren 4 und 5 veranschaulichen den Übergang von der anfänglieh sphärischen Form von Silicium in Figur 4 in die hexagonale Form 7 von Silicium in Figur 5· Dies wird durch elektronenmikroskopische Überprüfung bestätigt. Dabei ist festzustellen, daß der Bodenteil der Siliciumzellen aus nicht geklärtem Grund etwas abgerundet bleibt. Diese Konfiguration ist offensichtlich die Folge der energisierenden Wirkung der Chlorionen der HCl-Lösung auf das als Verunreinigung des in der Aufschlämmung "Phase zwei" des "Verfahrens suspendierten aktivierten Aluminiums anwesende Silicium. Welche Wirkung das hexagonale Silicium ausübt, ist ebenfalls nicht voll geklärt; es ist aber wesentlich für das Vermögen der festen Masse, die Funktion eines Brennstoffs auszuüben, wie weiter unten erläutert.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Herstellung des Brennstoffs gemäß der Erfindung. Angaben in Prozent beziehen sich auf das Gewicht, sofern nicht anders angegeben.

Beispiel 1

100 g Aluminiumstab (Reinheit 98,6$) von 25,4 χ 0,76 cm (¹O inches by 0.3 inches) wurden in ein 30,5 cm (12 inch) langes flaches Glasgefäß, wie es in Figur 1 gezeigt ist, eingebracht. Bei einer

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Temperatur von 20⁰C wurde das Aluminium mit 3n Salzsäure in ausreichender Menge, um den Stab zu bedecken, in Kontakt gebracht. Danach wurde der Aluminiumstab aus dem ersten HCl-Bad genommen und für etwa 20 Sekunden unter feuchten (etwa 30$ Feuchtigkeit) luftatmosphärischen Bedingungen in ein Quecksilberbad, das von einer HCl-Schicht bedeckt war, getaucht. Der mit Quecksilber in Kontakt gebrachte Aluminiumstab wurde dann in ein Bad aus 2n HCl getaucht. Hierzu wurde der Stab in gleichen Abständen von den Seiten und dem Boden des Gefäßes angeordnet. Fast augenblicklich wurde auf allen Seiten der Oberfläche des eingetauchten Aluminiums ein Wachstum bemerkt.

Nach 1 bis 2 Stunden begann eine milchig weiße Trübung zu erscheinen. Nach etwa 8 bis 10 Stunden wurde eine Aufschlämmung bemerkbar. Die Temperatur wurde bei etwa 30⁰C gehalten. Nachdem eine Viskosität von etwa I2 Pa*s (12,000 cps) erreicht war, hatte die Aufschlämmung ein pH von ~$Λ> Dieses pH wurde dann durch Neutralisation mit NaOH auf 5*^· erhöht. Dann wurde 2,2 Stunden lang Sauerstoff durch das Bad geleitet, bis erkennbar wurde, daß die Aufschlämmung zwei weitere Sauerstoffatome aufgenommen hatte, gemessen mit einem Beckman-Analysator. Die Farbe der Aufschlämmung änderte sich von weiß zu einem trüben Weiß.

Die Aufschlämmung wurde dann von dem HCl-Bad abgetrennt und in einen offenen Plastikbehälter eingebracht. Nach 6 bis 7 Stunden war die Aufschlämmung zu einem homogenen, amorphen, festen Brennstoff von trüb weißer Farbe getrocknet. Sein Aussehen war schuppig, und es wurde bemerkt, daß er die Neigung hatte, beim Stehen etwas aufzuwellen.

Das spezifische Gewicht des Feststoffs ergab sich zu 2,2. Der Brechungsindex war 1,3^20. Das Verhältnis Wasserstoff zu Sauerstoff

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in dem Produkt betrug 6 zu 3· Die Analyse ergab Spurenmengen von Chlor und Silicium. Es wurde auch festgestellt, daß Aluminiumverbindungen, in denen die anwesende Menge an Aluminium 1,5$ betrug, anwesend waren. Eine quantitative Analyse dieser Verbindungen ergab, daß es sich um Aluminiumoxid, Aluminiumchlorid und Natriumaluminat handelte.

50 g der festen getrockneten Masse gemäß der Erfindung wurden dann in einem Stahlbehälter mit einem entzündeten gewöhnlichen Zündholz in Kontakt gebracht. Past augenblicklich entstand am Entzündungspunkt eine schwache blaue Flamme. Außerdem entstand fast augenblicklich ein sehr geringer Chlorgeruch. Danach begann die Flamme sich durch die feste Masse auszubreiten. Am Entzündungspunkt und danach beim Fortschreiten des Brennens ging der Brennstoff in eine Flüssigkeit über, die dann mit stetiger blauer Flamme, mit kurzem intermittierendem gelben Aufflackern, das auf Natrium hinwies, brannte. Die abgegebene Wärme betrug 1,o4 kj/g (9·99 B.T.U.'s/gram). Zu gegebener Zeit wurde die gesamte Masse flüssig und brannte weiter für 4o Minuten, wonach die gesamte Flüssigkeit verbraucht war. Kein beträchtlicher Rückstand wurde festgestellt, und es wurden keine sichtbaren Verunreinigungen abgegeben. Lediglich ein leichter Dampf wurde bemerkt. Die anschließende Analyse ergab, daß dies hauptsächlich Wasser war.

Beispiel 2

Nach dem Verfahren von Beispiel 1 wurde ein Aluminiumstab von 200 g (Reinheit 91,2%) von 5I χ 1,3 cm (20 to 0.5 inches) mit HCl, Quecksilber und dann wieder mit HCl behandelt, um eine Aufschlämmung herzustellen, die sich nach 1 bis 2 Stunden zu bilden begann. Dabei wurde eine Temperatur von 33⁰C angewandt. Die Viskosität der Aufschlämmung erreichte jedoch nach Ablauf von 65 Stunden etwa 14 Pa-s (about 14,000 cps). Das pH wurde durch Zugabe von NaOH auf

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5,4 eingestellt, bevor die Aufschlämmung 2 Stunden mit gasförmigem Sauerstoff behandelt wurde. Nach Trocknen ergab sich das Verhältnis Wasserstoff zu Sauerstoff zu 6 zu 3. Die Menge an Verbindungen von aktiviertem Aluminium ergab sich zu 1,8 Gew.-% des Brennstoffs. Diese Verbindungen bestanden wiederum aus Aluminiumoxid, Aluminiumchlorid und Natriumaluminat.

Diese Masse brannte in der gleichen Weise wie diejenige von Beispiel 1.

Beispiel 3

Nach dem Verfahren der Beispiele 1 oder 2 wurde ein Aluminiumstab (Reinheit 99,3%) von 100 g und 38 χ 0,5 cm (I5 to 0.2 inches) mit HCl, Quecksilber und dann mit HCl behandelt, so daß sich nach 1 bis 2 Stunden eine Aufschlämmung zu bilden begann. Die angewandte Temperatur betrug 20^cC. Die Viskosität der Aufschlämmung erreichte bei diesem Versuch nach 72 Stunden etwa 16 Pa«s (16,000 cps). Nachdem das pH der Aufschlämmung durch Zugabe von NaOH auf 5,4 erhöht war, wurde für 2 1/2 Stunden Sauerstoff durchgeleitet. Das Verhältnis Wasserstoff zu Sauerstoff ergab sich zu 6 zu 3· Die Menge an Aluminium in den Verbindungen von aktiviertem Aluminium ergab sich zu 2,9 Gew. -fo des Brennstoffs. Auch diese Verbindungen bestanden aus Aluminiumoxid, AluminiumChlorid und Natriumaluminat.

Diese Masse brannte in der gleichen Weise wie diejenigen der Beispiele 1 und 2.

Beispiel 4

Je 60 g der Massen der Beispiele 1, 2 und 3 wurden mit 0,6 g Magnesiumstearat und 0,4 g an einem nicht-ionischen Detergenz ver- ' mischt und in einer Presse zu kleinen Briketts von 5*8 χ 4,1 cm (2.3 by 1.6 inch) verpreßt. Diese Briketts brannten in der gleichen Weise,

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wenn auch etwas langsamer, wie die pulvrigen Massen der vorhergehenden Beispiele. Obwohl keine sichtbaren Verunreinigungen abgegeben wurden, blieb ein schwärzlicher Rückstand, der identifiziert wurde als derjenige, der typischerweise beim Verbrennen von Magnesiumstearat und Detergenzien entsteht.

Theoretische Erläuterung

Die Struktur von Aluminium kann durch chemischen und elektrochemischen Angriff verändert werden. Es wurde auch gefunden, daß die zylindrische oder sphäroide Form des in Spurenmengen in Aluminium anwesenden Siliciums zufolge des Angriffs durch das "freie Chlor" der Aufschlämmung, wenn diese auf eine gewöhnliche Aluminiumfolie aufgebracht wird, in die hexagonale Form übergeht. Die gleiche Strukturänderung erfolgt in den Siliciumteilchen, die in den in der Aufschlämmung suspendierten Aluminiumteilchen anwesend sind, wenn das mit Quecksilber behandelte Aluminium mit der Chlorwasserstoffsäurelösung in Kontakt kommt. Diese Strukturänderung, die in dem fertigen oxydierten Brennstoff gemäß der Erfindung festgestellt werden kann, ist offensichtlich wesentlich, d.h. ermöglicht einiges Verständnis für die Vorgänge, die dazu führen, daß die Masse gemäß der Erfindung als Brennstoff verwendbar ist.

Wenn gewöhnliches Aluminium in eine HCl-Lösung, beispielsweise 1n oder 2n Salzsäure, eingebracht wird, erfolgt die Bildung von Aluminiumchlorid (und Wasser). Das gemäß der Erfindung verwendete, mit Quecksilber behandelte Aluminium ist jedoch von anderer Art. Auch hier erfolgt die Bildung von AlCl^, und anderen Aluminiumverbindungen, wenn das Material in die HCl-Lösung eingetaucht wird. Nach Verlauf von etwa 8 bis etwa 72 Stunden wird jedoch, ausgehend von einer schwachen weißen Trübung, eine Aufschlämmung gebildet. Dies ist die Folge eines "Wachstums" auf dem "behandelten" Aluminium, wobei das angewachsene Material dann in das Säurebad "abfällt" oder "abflockt"

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und eine Aufschlämmung zu bilden beginnt. Nach Verlauf von etwa 8 Stunden ist die Aufschlämmung in voller "Blüte" und es beginnt ein merklicher Anstieg der Viskosität, der bis in den bevorzugten Viskositätsbereich von 12 bis 16 Pa-s (12,000-16,000 cps) fortschreitet.

In dieser Aufschlämmung ist eine relativ kleine Gewichtsmenge an 'aktivierten" gewachsenen Aluminiumteilchen suspendiert, möglicherweise als Kolloid. Wie erwähnt, beträgt diese Menge zweckmäßig zwischen etwa 1,5 und J>,0 Gew.-^. Diese "Wachs turns "-Teilchen enthalten nun jedoch, weil sie die Eigenschaften eines Klathrats haben, "freies Chlor" (aus dem HCl), Sauerstoff und Wasserstoff, wahrscheinlich in molekularer Form oder als Ionen. Außerdem hat das Silicium des Aluminiums die hexagonale Struktur angenommen.

Das in dem Verfahren gemäß der Erfindung und insbesondere für die Bildung der Aufschlämmung als Ausgangsmaterial verwendete Aluminium muß eine gewisse Menge an Silicium als Verunreinigung enthalten. Wie erwähnt, kann diese Menge zwischen 150 und 300 ppm liegen. Die genaue Menge an Silicium muß jedoch empirisch ermittelt werden. Ist sie zu gering, so erfolgt ein ungenügendes oder gar kein Wachstum; ist sie zu groß, so ist das zur Bildung der Aufschlämmung führende Bad "zu aktiv" und es kommt zu einer unerwünschten Überhitzung.

Die als Zwischenprodukt gebildete Aufschlämmung enthält also wenigstens:

(a) das Reaktionsprodukt von Aluminium und Chlorwasserstoffsäure in Lösung, beispielsweise die Ionen Al , C1^T, H⁺ und OH";

(b) suspendiertes, freies, "aktiviertes" Aluminium, wahrscheinlich in kolloidaler Form, das Silicium hexagonaler Struktur und außerdem Spuren von Chlor, Wasserstoff und Sauerstoff eingeschlossen enthält.

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Die ungewöhnlichen Eigenschaften der Aufschlämmung sind möglicherweise auch als Folge "Van der Waal'scher Kräfte" oder des bekannten Vermögens kolloidaler Teilchen, an ihrer Oberfläche gelöste Substanzen und Lösungsmittelmoleküle anzunehmen und festzuhalten, d.h. in der Lösung anwesende Moleküle, auch in Ionenform, einzufangen oder an den kolloidalen Teilchen der Aufschlämmung haften zu lassen, zu erklären. In jedem Fall jedoch ist die Aufschlämmung ein wesentliches Zwischenprodukt auf dem Weg der Herstellung des Brennstoffs gemäß der Erfindung.

Wenn die Aufschlämmung oxydiert wird, nimmt sie weiteren Sauerstoff auf, wiederum wahrscheinlich wegen der klathratischen Eigenschaften der suspendierten Teilchen von aktiviertem Aluminium und/oder der Van der Waal'sehen Kräfte und/oder der Eigenschaften fester kolloidaler Teilchen. Die Aufschlämmung ist dann "superoxydiert" . Beim Trocknen gehen flüchtige Materialien, wie Wasser, in einer Menge von etwa 2 bis 3 Gew.-% verloren. Der zurückbleibende, oben beschriebene, amorphe Feststoff ist der Brennstoff gemäß der Erfindung. Es erhebt sich also die Frage: Warum brennt er? Eine plausible Erklärung könnte die folgende sein:

1) Die in dem aktivierten Aluminium eingeschlossene oder an ihm haftende Spurenmenge an freiem Chlor ist der "Initiator" oder das "Zündmaterial", das anfangs durch das brennende Material, beispielsweise ein gewöhnliches Schwefel/Phosphor-Zündholz, gezündet wird.

2) Das Silicium hexagonaler Struktur, das leicht anregbar ist, wird durch die anfängliche Verbrennung des "Spurenchlors" aktiviert. Im aktivierten Zustand greift es nun den in großer Menge anwesenden Wasserstoff und in Supermenge anwesenden Sauerstoff, der an die Aluminiumverbindungen gebunden und damit assoziiert ist, an. Der Sauerstoff und

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der Wasserstoff der Flüssigkeit, die sich unmittelbar nach Einleitung der Verbrennung bilden, sind der wesentliche Punkt des molekularen Angriffs der Siliciummoleküle.

3) Wasserstoff und Sauerstoff werden dann in situ, d.h. in der brennenden Flüssigkeit, "dissoziiert".

4) Zu diesem Zeitpunkt unterstützt der nunmehr "in Freiheit gesetzte" Sauerstoff vermutlich die Unterhaltung der Verbrennung, während gleichzeitig der ebenfalls 'in Freiheit gesetzte" V/asserstoff zu brennen beginnt. Mit anderen Worten, der durch die Initialflamme dissoziierte Sauerstoff unterstützt die Verbrennung des dissoziierten Wasserstoffs, der seinerseits durch die anfängliche Verbrennung des gasförmigen Chlors entzündet wurde. Der Brennstoff brennt dann weiter, bis er entweder (durch Kräfte von außen) gelöscht oder vollständig verbraucht ist. Kein Rückstand (von dem Brennstoff) hinterbleibt; keine sichtbaren verunreinigenden Stoffe werden abgegeben; die Flamme brennt stetig mit proportional mehr Wärme als Heizöl oder Kohle.

Diese Theorie beruht natürlich auf Mutmaßungen; denn der Brennstoff brennt gleichmäßig und stetig und die einzelnen Stufen folgen innerhalb von Sekunden aufeinander; d.h. die Flamme breitet sich vom Entzündungspunkt mit ziemlich großer, stetiger und gleichmäßiger Geschwindigkeit aus.

Wenn das pH der als Zwischenprodukt hergestellten Aufschlämmung erhöht wird, sind noch einige Alkaliionen, beispielsweise Natriumionen, und natürlich auch weitere Hydroxidionen darin anwesend. Spuren von Natrium machen sich bei dem brennenden Brennstoff in der Form von gelegentlichem kurzem gelbem Aufflackern der blauen Flamme bemerkbar.

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Die Einstellung des pH der Aufschlämmung dient der Stabilität. Wenn eine solche Einstellung nicht erfolgt, d.h. die Aufschlämmung nicht durch Senkung des Wasserstoffionengehalts weniger sauer gemacht wird, so sublimiert die nach der Oxydation und Trocknung erhaltene feste Masse in zwei oder drei Tagen, wenn das Wetter heiß ist, und in vier bis fünf Tagen bei kaltem Wetter zu einem asehe artigen Produkt, weil 0 und H entwickelt und abgegeben werden. Wenn der Brennstoff rasch nach seiner Herstellung verwendet wird, ist natürlich die Einstellung des pH nicht notwendig. In der Praxis ist sie jedoch offensichtlich zweckmäßig. Der Brennstoff bleibt dann für unbegrenzte Zeit stabil, d.h. es erfolgt keine merkliche Sublimation. Bei gewöhnlichen Temperaturen, d.h. bei Temperaturen, die denen vergleichbar sind, bei denen Gas oder öl gelagert werden, ist der Brennstoff gemäß der Erfindung sicher in der Handhabung und ergibt keine beträchtlichen Lagerungsprobleme.

Ein weiterer Vorteil des Brennstoffs gemäß der Erfindung liegt darin, daß für seine Verbrennung kein Zug oder irgendeine andere Maßnahme zur Unterstützung der Verbrennung, keine Kamine und keine spezielle Vorrichtung erforderlich sind. Der Brennstoff kann in Haushalt und/oder Industrie verwendet werden, entweder um Wärme zu liefern oder um an Verbrennungsprozessen, für die derzeit Öl und Naturgas verwendet werden, teilzunehmen. Weitere Verwendungsmöglichkeiten liegen auf der Hand.

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Patsritanw'Vts Licht ■ D.-. .·: .;;-T>!rJt; Hansmann ·, lorrn inn Po street-» 7O12ÜÖ 8000 MUnchan 70 München, den 26. 6. 1978 HUMATEC RESOURCES, INC., 211 East 49th Street, New York, New York 10017, V. St. A. Aktiviertes Aluminium enthaltender Brennstoff Patentansprüche

1. Pester Brennstoff, der vorwiegend Sauerstoff und Wasserstoff im Verhältnis 6 bis 14 Atome Wasserstoff zu 3 bis 7 Atome Sauerstoff enthält, wobei Sauerstoff und Wasserstoff an und durch geringe Mengen an Verbindungen von aktiviertem Aluminium gebunden sind und der Brennstoff außerdem wenigstens Spurenmengen an nichtassoziiertem Chlor und Silicium enthält, wobei das Silicium in hexagonaler Strukturform vorliegt.

2. Fester Brennstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Wasserstoff und Sauerstoff sich empirisch als (HLO) , worin η 3 bis 7 ist, ergibt.

3. Pester Brennstoff nach Anspruch 1 und 2, dadurch

ge kennzeichne t, daß die Verbindungen des aktivierten Aluminiums Verbindungen von Aluminium mit Chlor und Sauerstoff sind.

4. Pester Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3j d a -

d u r ch gekennze ich, η e t, daß die Verbindungen des aktivierten Aluminiums in einer Menge von nicht unter etwa 0,7 Gew.-% anwesend sind.

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5· Fester Brennstoff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen von aktiviertem Aluminium in einer Menge zwischen etwa 1,5 und etwa 3 Gew.-^ des Brennstoffs anwesend sind.

6. Pester Brennstoff nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß noch Verbindungen des aktivierten Aluminiums mit Natrium oder Kalium und Sauerstoff anwesend sind.

7- Pester Brennstoff nach Anspruch 6, dadurch g e kennze i chne t , daß die Aluminiumverbindungen Aluminiumoxid, Aluminiumchlorid und Natriumaluminat sind.

8. Fester Brennstoff nach Anspruch 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß sein spezifisches Gewicht etwa 2,2 und sein Brechungsindex etwa 1,3218 bis 1,3987 ist.

9. Fester Brennstoff nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Entzündungstemperatur von wenigstens etwa 430⁰C hat und eine Wärmemenge von etwa 51,2 kj · g~ (21,960 B.T.U. ^rs/pound) liefert.

10. Fester Brennstoff nach Anspruch 1 bis 9 in der Form eines Briketts, das ein Bindemittel enthält.

11. Pester Brennstoff nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel Magnesiumstearat oder ein nicht-ionisches Detergenz ist.

12. Fester Brennstoff nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das aktivierte Aluminium gebildet wird, wenn Aluminium, dessen Oberfläche praktisch oxidfrei ist, mit Quecksilber behandelt wird.

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13· Homogener, amorpher fester Brennstoff, der vorwiegend Sauerstoff und Wasserstoff in einem Verhältnis entsprechend der empirischen Formel (ELO) , in der η 3 bis 7 ist, und eine geringe Menge, jedoch nicht weniger als etwa 0,7 Gew.-^ an Verbindungen von durch Quecksilber aktiviertem Aluminium mit Chlor, Sauerstoff und/oder Natrium enthält; wobei integral in dem Brennstoff eingeschlossen noch Spurenmengen von nicht-assoziiertem Chlor und Silicium anwesend sind; das Silicium eine hexagonale Strukturform hat; der Brennstoff ein spezifisches Gewicht von etwa 2,2 und einen Brechungsindex von etwa 1,3218 bis 1,3987, eine Entzündungstemperatur von wenigstens etwa 430⁰C hat, eine Wärmemenge von etwa 51,2 kj · g"¹ (21,9βθ B.T.U.'s/pound) zu liefern vermag und nach anfänglicher Verbrennung als Flüssigkeit brennt.

14. Fester Brennstoff nach Anspruch 13* dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Aluminiumverbindungen zwischen etwa 1,5 und etwa 3,0 Gew.-% des Brennstoffs beträgt.

15· Verfahren zur Herstellung eines festen Brennstoffs, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) metallisches Aluminium mit einer Säurequelle solcher Art, daß Oxid von dem Aluminium entfernt und seine Bildung verhindert wird, in Kontakt bringt;

b) gleichzeitig oder danach das metallische Aluminium mit Quecksilber oder einer Quelle für Quecksilber in Kontakt bringt;

c) das mit Quecksilber in Kontakt gebrachte Aluminium wenigstens teilweise in Chlorwasserstoffsäure eintaucht, um eine Aufschlämmung der mit Quecksilber in Kontakt gebrachten Aluminiumteilchen darin bei einer Temperatur von nicht mehr als etwa 4o°C zu bilden;

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d) die Aufschlämmung durch Durchleiten von Sauerstoff oxydiert; und

e) die oxydierte Aufschlämmung trocknet.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stufe a) als Säure Chlorwasserstoffsäure verwendet wird.

17· Verfahren nach Anspruch 15* dadurch gekennzeichnet, daß das pH der Aufschlämmung von Stufe c) auf 5j4- 0,1 erhöht wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das pH durch Zugabe von NaOH oder KOH erhöht wird.

19· Verfahren nach Anspruch 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur bei der Bildung der Aufschlämmung zwischen etwa 25 und 30⁰C liegt.

20. Verfahren nach Anspruch 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität der Aufschlämmung wenigstens 10 Pa*s (10,000 cps) beträgt.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität zwischen etwa 12 und 16 Pa-s (12,000 and 16,000 cps) liegt.

22. Verfahren nach Anspruch 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxydation solange durchgeführt wird, bis durch das Durchleiten von gasförmigem Sauerstoff durch die Aufschlämmung eine Zunahme von 2 Sauerstoffatomen in der MoIekularstruktur der Aufschlämmung erzielt ist.

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23. Verfahren zur Herstellung eines festen Brennstoffs, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) metallisches Aluminium in der Form eines Barrens oder Stabes bei Umgebungstemperatur mit Chlorwasserstoffsäure in Kontakt bringt;

b) anschließend den Aluminiumbarren oder -stab in ein Quecksilberbad taucht;

c) danach den Barren oder Stab von mit Quecksilber in Kontakt gebrachtem Aluminium wenigstens teilweise in eine Lösung von Chlorwasserstoffsäure taucht, so daß sich eine weiße Aufschlämmung von Teilchen aus dem Aluminium darin bildet, wobei die Temperatur zwischen etwa 25 und etwa 30⁰C liegt, bis eine Viskosität zwischen etwa 12 und 16 Pa«s (12,000 and 16,000 cps) erreicht ist;

d) das pH der Aufschlämmung durch Zugabe von NaOH auf 5A - 0,1 erhöht;

e) gasförmigen Sauerstoff solange durch die Aufschlämmung leitet, bis die Molekularstruktur wenigstens 2 weitere Sauerstoffatome aufgenommen hat;

f) die Aufschlämmung von dem Chlorwasserstoffbad entfernt;

g) die oxydierte Aufschlämmung trocknet, indem man sie der Luft aussetzt, bis nach einem Gewichtsverlust von etwa 2 bis 3 Gew.-% ein amorpher, schuppiger Peststoff erhalten ist.

24. Fester Brennstoff mit einem Heizwert von 49 kj ♦ g~ (21,000 B.T.U.'s/pound), dadurch gekennzeichnet, daß er erhalten wird, indem man

a) metallisches Aluminium mit einer Säurequelle solcher Art, daß Oxid davon entfernt und seine Bildung verhindert wird, in Kontakt bringt;

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c) das mit Quecksilber in Kontakt gebrachte Aluminium wenigstens teilweise in Chlorwasserstoffsäure taucht, so daß sich eine Aufschlämmunj von Teilchen des mit Quecksilber in Kontakt gebrachten Aluminiums darin bildet, wobei die Temperatur zwischen Umgebungstemperatur und nicht über etwa 40⁰C liegt;

d) die Aufschlämmung oxydiert, indem man Sauerstoff hindurchleitet; und

e) die oxydierte Aufschlämmung trocknet.

25. Pester Brennstoff mit einem Heizwert von 51,2 kj · g~ (21,960 B.T.U. 's/pound) und einer Entzündungstemperatur von etwa dadurch gekennzeichnet, daß er hergestellt ist, indem man

b) anschließend den Aluminiumbarren oder -stab in ein Quecksilberbad taucht;

c) danach den Barren oder Stab aus dem mit Quecksilber überzogenen Aluminium wenigstens teilweise in eine Lösung von Chlorwasserstoffsäure taucht, so daß sich bei einer Temperatur zwischen etwa 25 und etwa 30⁰C eine weiße Aufschlämmung von Teilchen des Aluminiums darin bildet, bis eine Viskosität zwischen etwa 12 und 16 Pa*s (12,000 and 16,000 cps) erreicht ist;

d) das pH der Aufschlämmung durch Zugabe von NaOH auf 5A - 0,1 erhöht;

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e) gasförmigen Sauerstoff solange durch die Aufschlämmung leitet, bis ihre Molekularstruktur wenigstens 2 weitere Sauerstoffatome aufgenommen hat;

f) die Aufschlämmung von dem HCl-Bad entfernt;

g) die oxydierte Aufschlämmung trocknet, indem man sie der Luft aussetzt, bis nach einem Gewichtsverlust von etwa 23 Gew.-^ ein amorpher, schuppiger Peststoff erhalten ist.

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