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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Darstellung von Wasserstoff auf trockenem Wege und durch Selbstverbrennung, sowie eine zur Ausübung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.
Es ist ein Verfahren zur Darstellung von Wasserstoff auf nassem Wege bekannt, das darin besteht, ein Metall (Aluminium, Zink oder Legierungen oder Verbindungen dieser Metalle) oder ein Metalloid (Silizium) auf eine alkalische Lösung (Natronlauge, Kal luge, Kalkmilch usw.) einwirken zu lassen.
Auf trockenem Wege ist es bekannt, Zinkstaub oder Eisen auf Kalkhydrat oder andere Hydrate oder wasserhaltiges Chlorkalzium oder Doppelverbindungen des letzteren derart einwirken zu lassen, dass die betreffenden Gemische in Rohren oder Retorte bis zum beginnenden Glühen erhitzt werden. Auch ist es bekannt, zum gleichen Zweck ein Gemisch von Kohle und von Alkali- oder Erdalkalihydraten zu erhitzen.
Es wurde nun festgestellt, dass gewisse trockene gepulverte Mischungen von Metallen oder Metalloiden und Atkalihydraten. die in der Kälte absolut beständig sind, sich von selbst zersetzen, wenn man die Masse an einem Punkt entzündet, und dass diese Zersetzung sich unter heftiger Entwicklung von Wasserstoff vollzieht.
Das Verfahren gemäss der Erfindung besteht also darin, dass ein trockenes Gemisch von gepulverten Metallen (wie Aluminium oder Zink) oder ihren Legierungen oder Metalloxiden, wie Silizium oder Kohlenstoff einerseits und gleichfalls gepulverten trockenen Alkali-oder Erdalkahhydraten andererseits an einer Stelle (z. B. mit Hilfe einer Zündpille) entzündet wird, so dass die Umsetzung, die durch die Entzündung des Gemisches eingeleitet wird, sich lediglich durch die auftretende Reaktionswärme vollendet,
Um die Erläuterung des neuen Verfahrens zu vereinfachen, ist auf der Zeichnung eine Ausführungsform einer zur Ausführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung dargestellt.
Diese Vorrichtung besteht aus einem Rohr a, al, das an einem Ende durch einen Schraubdeckel b, am anderen Ende durch einen gelochten Boden c abgeschlossen ist. Dieses Rohr, das das Entwicklungsgefäss vorstellt, ist in einem Mantelrohr d gelagert, dessen Innenraum d'zur Aufnahme des Gases dient. Der gelochte Boden c trennt in diesem Gas- behälter eine Kammer f ab, die als Reiniger dient und eine geeignete Filtermasse enthält.
Der aus dem Mantelrohr d herausragende Teil a1 des Entwicklungsrohres a trägt einen Ztindpfropfen ;/. Der Gasauslass befindet sich bei h.
Das Verfahren wird folgendermassen ausgeführt :
Man stellt zuerst eine Mischung von einem oder mehreren der obengenannten gepulverten und trockenen Metalle oder Metalloide oder Legierungen in dem entsprechenden Verhältnis mit einem oder mehreren der erwähnten gleichfalls gepulverten oder trockenen Alkali-oder Krdaikalihydrate her und füllt das Rohr a. al mit dieser Mischung vollständig an ; um die Verbrennung zu erleichtern, kann man das Gemisch in eine Blechhülse oder in ein', Säckchen, z. B. aus Asbestgewebe, einfüllen. Dann wird der Schraubdeckel b gasdicht aufgeschraubt und der Gasauslass h verschlossen.
Hierauf wird der Zündpfropfen g abgenommen und durch die von ihm freigegebene Öffnung eine Kugel aus Eisen oder anderem Material eingeführt, die auf etwa 400 bis 5000 r erhitzt ist. Hierauf wird der Pfropfen wieder gasdicht aufgeschraubt. Die Reaktion
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<tb> unfühlbarem <SEP> Pulver. <SEP> zermahlen.. <SEP> 2500 <SEP> g
<tb> Kalkhydrat, <SEP> gepulvert..... <SEP> 2000 <SEP> g
<tb> Ätznatron, <SEP> gepulvert..... <SEP> 6000 <SEP> g.
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Diese verschiedenen Bestandteile. ergeben nach inniger Mischung ein graues zement- ähnlichem ; Pulver, das in der Kälte beständig ist und nach und nach Feuchtigkeit aus der Luft anzieht.
Nach der Entzündung tritt eine so lebhafte Reaktion ein, dass die ganze Masse ins Glühen gerät ; man kann dabei zweckmässig in gewissen Fällen, wie in Beispiel 2, eine indifferente Substanz beifügen, um die Stärke der Reaktion zu vermindern.
2. Ferrosilizium mit 90 bis 95"/o Siliziumgehalt,. zu
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<tb> untühlbarem <SEP> Pntver <SEP> zermahlen <SEP> .. <SEP> 2500g
<tb> Ätznatron, <SEP> gepulvert. <SEP> 8000 <SEP> 9
<tb> Infusorienerde, <SEP> kalziniert.... <SEP> 2000 <SEP> g.
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3. Ferrosilizium mit 90 bis 95% Siliziumgehalt, zu
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<tb> nnfühlbarem <SEP> Pulver <SEP> zermahlen.. <SEP> 1500 <SEP> g
<tb> Holzkohle, <SEP> gepulvert <SEP> 500 <SEP> 9
<tb> Kalkhydrat, <SEP> gepulvert..... <SEP> 2000 <SEP> 9
<tb> Ätznatron, <SEP> gepulvert <SEP> ..... <SEP> 6000g.
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Die chemischen Reaktionen, die hiebei auftreten, verlaufen nach folgenden Gleichungen :
Bei Verwendung von Aluminium :
Al2 + 6 Na OH = A 04 Na -)-2 N 0 + 3 H2 oder in Gegenwart von Kalk :
Al2+2NaOH+ 2 Ca (OH) 2 = Al2 04 Na2 + 2 Ca 0 + 3 Hg
Bei Verwendung von Zink :
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oder in Gegenwart von Kalk :
Si + 2 Sa OH + Ca (OH)2=SiO3Na2+Cao+2H2.
Bei Verwendung von Kohlenstoff :
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Es kann hiebei vorkommen, dass zu Beginn der Verbrennung die Wärmeentwicklung so hoch ist, dass die Metalloxydhydrate sich unter Freiwerden von Wasserdampf zersetzen, der überdestilliert und an der Reaktion nicht teilnimmt, was gleichbedeutend mit einem Verlust an Wasserstoff ist. Um diesen Verlust auszugleichen, kann man dem Gemisch auch Substanzen beifügen, die Wasserstoff enthalten, wie z. B.
Hydrate oder Körper, die Kristallwasser enthalten (kristallisiertes Natriumkarbonat, Natriumsulfat, Kalziumsulfat usw.). Selbstverständlich kann man in den angeführten Ausführungsbeispielen das Silizium durch eine äquivalente Menge von Aluminium oder Zink oder einer Ihrer Legierungen bzw. von Kohlenstoff oder einem Gemisch dieser verschiedenen Elemente ersetzen, desgleichen kann man das Natron durch Kalk oder Kali oder ein Gemisch dieser Hydrate ersetzen.
Die angeführten Mischungen können in Kuchenform gebracht werden, so dass sie ein
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in das Entwicklungsgefäss eingeführt werden können.
Die Erfindung gewährt demnach den Vorteil, dass dem Handel beständige Produkte geboten werden, die sich aufbewahren lassen und ohne besondere Behandlung und in sehr einfachen Apparaten reinen Wasserstoff unter Druck entwickeln.
Statt einer Eisenkugel kann man auch eine Zündpille oder ein beliebiges anderes Entzfindnngsmittel verwenden.
Die Erfindung ist von Wert in allen Fällen, wo eine rasche Wasserstoffentwicklung benötigt wird, insbesondere also zu Zwecken der Luftschiffahrt.