DE10217932A1

DE10217932A1 - Brennstoffe und Brennstoffzusätze zur nachhaltigen Verbesserung der menschlichen Existenzgrundlagen

Info

Publication number: DE10217932A1
Application number: DE10217932A
Authority: DE
Inventors: Franz Dietrich Oeste
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2002-04-22
Publication date: 2003-02-13
Also published as: AU2002331532B2; RU2345822C2; JP2005500153A; JP4939731B2; RU2004105257A

Abstract

Es werden Brennstoffe und Brennstoffzusätze beansprucht, die die menschlichen Existenzgrundlagen nachhaltig sichern und verbessern. Die Verbrennung dieser Brennstoffe und Brennstoffzusätze hat das Ziel Mangelstoffe freizusetzen. Die Brenstoffe und Brennstoffzusätze sind mit mindestens einer Elementverbindung angereichert, die bei der Brennstoffverbrennung einen oder mehrere Mangelstoffe oder Mangelelemente freisetzen oder Stoffe freisetzt, die die Mangelstofffreisetzung bewirken. Die Brennstoffe und Brennstoffzusätze können in herkömmlichen beweglichen und stationären Verbrennungseinrichtungen wie z. B. Flugzeugen und Kraftwerken verbrannt werden. Durch die Brennstoffverbrennung in der hohen Atmosphäre können die gasförmigen oder aerosolförmigen Verbrennungsprodukte bei ausgedehnter Absetzdauer über weite Areale verteilt und dabei nachhaltige Wirkungen erzeugt werden. Die Verbrennungsprodukte werden unmittelbar mit dem Abgas in hochverdünnter Form als Aerosole oder Gase in die Atmosphäre emittiert. Sie können mit den Luftströmen lokal, regional oder global über die Hemisphären verteilt werden, bevor sie an die Erd- und Ozeanoberfläche gelangen. Auch danach können die Aerosole fortgesetzt ihre vorteilhaften Funktionen ausüben. Der konsequente Einsatz dieser Brennstoffe und Brennstoffzusätze erfüllt nachhaltig die Ziele, kurzfristig und weltweit die klimadestabilisierenden Faktoren abzubauen, die ozeanische Proteinproduktion anzuheben und dabei gleichermaßen langfristig ...

Description

Es werden Brennstoffe und Brennstoffzusätze beansprucht, die die menschlichen Existenzgrundlage nachhaltig sichern und verbessern. Die Verbrennung dieser Brennstoffe hat das vorrangige Ziel, Mangelstoffe freizusetzen. Die Brennstoffe und Brennstoffzusätze sind mit mindestens einer Elementverbindung angereichert, die bei der Brennstoffverbrennung einen oder mehrere Mangelstoffe oder Mangelelemente freisetzen oder Stoffe freisetzt, die die Mangelstofffreisetzung bewirken. Diese Stoffe werden in die in die Atmosphäre freigesetzt. Die Mangelstoffe oder Mangelelemente besitzen mindestens eine der Eigenschaften, nämlich

a) das Phytoplankton zu düngen,
b) das Phytoplanktonwachstum anzuregen,
c) die Hydroxylradikalbildungsrate in der Atmosphäre anzuheben und damit den Schadstoffabbau in der Luft anzuregen,
d) regionalen Jod- oder Selenmangel in Festlandregionen zu beheben.

Insbesondere bei der Brennstoffverbrennung in der hohen Atmosphäre lassen sich derartige Verbrennungsprodukte mit ausgedehnter Absetzdauer und nachhaltiger Wirkung erzeugen. Die gasförmigen und/oder aerosolförmigen Verbrennungsprodukte werden unmittelbar mit den Verbrennungsabgasen in hochverdünnter Partikeldispersion in die Atmosphäre emittiert. Sie können mit den Luftströmen über die Hemisphären verteilt werden, bevor sie an die Erd- und Ozeanoberfläche gelangen.
Auch nach Erreichen der Erdoberfläche üben sie fortgesetzt ihre vorteilhafte Reinigungsfunktion aus. Der konsequente Einsatz dieser Brennstoffe und Brennstoffzusätze erfüllt nachhaltig das Ziel, kurzfristig weltweit die klimadestabilisierenden Faktoren abzubauen und den Proteinmangel zu beheben und den Mangel fossiler Energieträger durch Anreicherung der ozeanischen Sedimente mit Methanhydrat zu beheben. Die Herstellung der Brennstoffe und Brennstoffzusätze für die Stabilisation des Lebensraums, die Herstellung der Verbrennungsprodukte daraus und ihre Anwendung als auch ihre nachhaltigen Auswirkungen werden beschrieben. Neben ihrer Eigenschaft, Mangelstoffe freizusetzen, verfügen die festen Verbrennungsprodukte darüber hinaus über die Eigenschaft, Schadstoffe aufzunehmen.
Die Existenz der Menschen auf der Erde unter sog. menschenwürdigen Verhältnissen wird durch global wirksame Faktoren bedroht. Die Geologie lehrt, daß neben den selteneren Verheerungen durch Meteore und Strahlenausbrüche, viel häufiger Katastrophen durch raschen Klimawechsel eintreten können. Solche Klimawechsel haben auch zu den Eiszeiten geführt. Fest steht, daß Veränderungen der Gaszusammensetzung und des Aerosolgehaltes in der Atmosphäre daran beteiligt waren. Nie hat es bisher auf der Erde eine so große Bevölkerung wie heute gegeben. Dadurch ausgelöste Veränderungen in der Atmosphäre drohen das Klima zu kippen. Zusätzliche Probleme durch Nährstoffmangel und Verknappung fossiler Energieträger zeichnen sich ab.
Hier wird gezeigt, daß Mangelstoffe eine Schlüsselpositionen in der Funktion des globalen Systems aus komplex miteinander gekoppelten Stoffkreisläufen, Ökosystemen einnehmen und auch für den Klimaverlauf, nicht zuletzt durch menschlichen Eingriff, große Bedeutung haben.
Die Erwärmung des Weltklimas hat bereits eingesetzt. Zu den anerkannten Treibhausgasen zählen neben Kohlendioxid und Distickstoffoxid die atmosphärischen Reduktionsmittel Methan und Halogenkohlenwasserstoffe. Der zunehmende Eintrag dieser Stoffe beruht auf menschlicher Tätigkeit. Methan nimmt mit steigender Welttemperatur verstärkt zu. Die sog. "Selbstreinigungskraft" der Atmosphäre beruht auf der Oxidation der reduzierenden Gase mit Hydroxylradikalen. Diese werden durch die natürliche Ultraviolettstrahlung erzeugt. Durch vermehrten Eintrag der reduzierenden Stoffe stellt sich Hydroxylradikalmangel ein. Dadurch wird die Selbstreinigungskraft der Atmosphäre in zunehmendem Maß geschwächt.
Ein wichtiger Klimafaktor ist die Abnahme der Albedo der Erde. Das führt zu einer Aufwärmung der Atmosphäre. Albedo ist die Rückstrahlungswirkung der Erde in den Raum. Die Albedo nimmt ab mit Abnahme der reflektierenden Flächen. Das sind Schnee, Wolken und Aerosolteilchen. Die Wolkenbildung wird durch die Schwefelsäureaerosole über den Ozeanen ausgelöst, die als Wasserkondensationskeime wirken. Diese sind Oxidationsprodukt des Dimethylsulfids. Dimethylsulfid ist ein Stoffwechselprodukt des Phytoplanktons. Rückgang des Phytoplanktonwachstums ist eingetreten durch

- die ozonmangelbedingte UV-Strahlenbelastung in den cirkumpolaren Regionen,
- durch die Verunreinigungen aus Tankschiffen und Bilgenabwässern an Schiffahrtsrouten,
- durch Schadstoffeinträge aus der Luft.

Dadurch ist die Dimethylsulfidproduktionsrate in den Meeren zurückgegangen. Zusätzlich führt die geschwächte Selbstreinigungskraft der Atmosphäre zur verzögerten Bildung des Schwefelsäureaerosols aus Dimethylsulfid. Diese Faktoren führen zur verminderten Bildungsrate von Schwefelsäureaerosol. über den Umweg der Albedominderung löst der Phytoplanktonrückgang zusätzliche Erwärmung aus.
Bisher sind verschiedene Vorschläge zur Verbesserung der Klimasituation gemacht worden. So soll die Verbrennung fossiler Energieträger zur Verminderung der Kohlendioxidfreisetzung reduziert werden. Es hat sich aber bei den Versuchen zur Durchsetzung des sog. Kyoto-Protokolls gezeigt, daß dieses unzureichende Mittel weltweit gar nicht durchsetzbar ist.
Für die Zukunft wird mit fortgesetzter Verknappung der schon jetzt stark zurückgegangenen Proteinnahrung aus den Ozeanen gerechnet. Bei noch anhaltendem Wachstum der Weltbevölkerung wird der Proteinmangel weiter zunehmen.
Auch der zukünftige Mangel an fossilen Energieträgern zeichnet sich ab. Kompensation durch Ausbau alternativer Energiequellen wie Wind- und Solarenergie oder durch sparsameren Energieverbrauch ist wegen der erforderlichen Investitionen in Armutsregionen nicht durchsetzbar. Wegen noch immer fehlender nachhaltiger Entsorgungsmöglichkeiten für Nuklearabfälle, mangelhafter Sicherheit und auf Grund von Emissionsproblemen kann auch die Kernenergie nicht zur Lösung des Energieproblems herangezogen werden.
Die hier aufgeführten Mangelstoffbeispiele: Hydroxylradikal, Dimethylsulfid, fossile Energieträger und ozeanisches Protein erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Sie zeigen aber, daß Mangelstoffprobleme die Lebensgrundlage der Menschheit akut gefährden können.
Mit den erfindungsgemäßen Brennstoffen und Brennstoffzusätzen ist eine einfache Möglichkeit aufgefunden worden, regulativ durch gezielte regionale und/oder globale Dosierung von Mangelstoffen bzw. Mangelelementen bzw. Mangelstoffe freisetzenden Stoffen die beschriebenen nachteiligen Hemmnisse auf der Erde zu beseitigen, die die Fortentwicklung und dauerhafte Existenz der Menschen mitsamt der vorhandenen Ökosysteme bedrohen. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Brennstoffe und Brennstoffzusätze ermöglicht es, die Mangelstoffen bzw. Mangelelementen in fein regulierter Dosierung lokal, regional und global derart freizusetzen, daß sie nachhaltig sowohl die menschlichen Existenzgrundlage als auch die Grundlagen für das Netzwerk des irdischen Ökosystem sichert und verbessert.
Durch die konsequente Anwendung der Brennstoffe und Brennstoffzusätze kann die bereits in Gang gekommene Destabilisierung des Klimas und auch der Rückgang der Proteinproduktion in den Meeren umgekehrt werden. Mit den Brennstoffen und Brennstoffzusätzen werden bei ihrer Verbrennung entweder direkt nützliche Mangelelemente und/oder Mangelstoffe abgegeben und/oder solche Stoffe abgegeben, die die Neubildung von Mangelstoffen auslösen. Dies wird durch die Freisetzung dieser Stoffe in der Form von Aerosolen oder Gasen vorzugsweise in der Atmosphäre erzielt, nachdem diese bei der Verbrennung der Brennstoffe und Brennstoffzusätze entstanden sind. Die mittels der Brennstoffe und Brennstoffzusätze direkt oder indirekt freigesetzten Mangelstoffe bzw. Mangelelemente besitzen mindestens eine der Eigenschaften

a) Verbesserung der Selbstreinigungskraft der Atmosphäre durch die dosierte Freisetzung von Aerosolen, die den Mangelstoff Hydroxylradikale bilden mit den Folgen:
- - global: Reduzierung von Treibhausgasen und gasförmigen Schadstoffen,
- - lokal/regional: Reduzierung von Smog an verkehrsreichen Straßen.
b) Dosierter Zusatz von Düngemitteln zur Produktionssteigerung der organischen Sedimentmassen aus der Phytoplanktonblüte mit der Folge: Einfache und ökonomische Steuerung des globalen CO₂-Spiegels und nachhaltige Anreicherung der globalen Methan-Ressourcen im Meer.
c) Erhöhung der Fruchtbarkeit der ozeanischen Ökosysteme durch dosierten Zusatz von Mineralstoffen und Spurenstoffen mit der Folge: Einfache und ökonomische Steuerung der globalen Proteinproduktion.

Die Sicherung und Normalisierung der aus dem Ruder laufenden Kreisläufe, in denen Klima, Ökosystem und menschliches Wirtschaften miteinander vernetzt sind, beginnt mit dem Einsatz der erfindungsgemäßen Brennstoffe und Brennstoffzusätze sofort und mit großer Effizienz, und zwar ohne daß hierzu irgendwelche Maßnahmen zur Verminderung des Verbrauchs fossiler Energieträger notwendig wären; außerdem ist dies mit minimalstem Aufwand durchzuführen.
Im Folgenden wird die Herstellung der neuartigen Brennstoffe und Brennstoffzusätze und ihre Anwendung zur Erzeugung der Mangelstoffe und Mangelelemente bzw. zur Erzeugung der Stoffe, aus denen Mangelstoffe und Mangelelemente gebildet werden, an Beispielen beschrieben. Die erfindungsgemäßen Verbrennungsprodukte, das sind hochverdünnte Mangelstoffe und Mangelelemente bzw. die Stoffe, aus denen Mangelstoffe und Mangelelemente gebildet werden, entstehen bei der Verbrennung der Brennstoffe und Brennstoffzusätze als Verbrennungsprodukte. Diese Verbrennungsprodukte bilden vorzugsweise hochverdünnte Aerosole und/oder Gase. Diese Aerosole haben mit den bekannten durch Verbrennung hergestellten technischen Produkten keine Ähnlichkeit. Die hochverdünnten Aerosole und Gase werden im Folgenden an einigen Beispielen erläutert.
Die erfindungsgemäßen gasförmigen, flüssigen oder festen Brennstoffe und Brennstoffzusätze enthalten Zusätze, die zur Bildung der erfindungsgemäßen Verbrennungsprodukte führen können. Das können sein feste, gelöste oder gasförmige organische Verbindungen oder anorganische Verbindungen, die z. B. in der Form von Lösung, Gas, Suspension, Dispersion, Feststoff oder als Sorbat in den Brennstoffe und Brennstoffzusätzen enthalten sind. Es ist aber auch möglich Brennstoffe und Brennstoffzusätze zu verwenden, die ausschließlich aus Stoffen stehen, die derartige Verbrennungsprodukte bei ihrer Verbrennung erzeugen können.
Die erfindungsgemäßen Verbrennungsprodukte der Brennstoffe und Brennstoffzusätze, die z. B. die Forderung erfüllen sollen, Mangelstoffe bei der Verbrennung freizusetzen, die das Phytoplankton düngen, enthalten z. B. eines oder mehrere der Elemente Stickstoff, Phosphor und Silicium. Die Verbrennungsprodukte treten in der Form eines feinstverteilten aerosol- und/oder nebelförmigen Gemischs aus Gas mit Partikeln und/oder Tröpfchen auf. Phosphor erscheint darin als Gemisch von Phosphorsäure mit Pyrophosphorsäuren. Stickstoff erscheint darin z. B. gebunden als Nitrid oder Oxynitrid beispielsweise gebunden an Silicium oder Titan als feinstverteiltes Partikelaerosol. Silicium erscheint darin in einer oder mehrerer der Bindungsformen Oxid, Oxynitrid, Nitrid, und als Mischoxid mit Wasserstoff als feinstverteiltes Partikelaerosol. Nach hinreichend langer Verweilzeit in der Atmosphäre und im Oberflächenwasser erscheinen die Partikel und Nebel in der hydrolysierten Form als Ammonium, als Phosphorsäure und als Silicium- und Titanmischoxide mit Wasserstoff in der Form polymerer Kieselsäuren.
Die erfindungsgemäßen Verbrennungsprodukte der Brennstoffe und Brennstoffzusätze, die z. B. die Forderung erfüllen sollen, Mangelelemente aus der Gruppe der essentiellen Spurenelemente und Mineralstoffe bei der Verbrennung freizusetzen, die für das Phytoplankton Mangelelemente darstellen, enthalten z. B. eines oder mehrere der Elemente aus den Gruppen der Schwermetalle, insbesondere Zink, Eisen, Nickel, Mangan, Cobalt, Chrom, Kupfer, Molybdän, Vanadium, Strontium, Bor, Silicium, Selen. Besonders wirksam ist hier z. B. das Element Eisen, dessen Verbrennungsprodukt im Rauchgas gebunden als Oxid in der Farm feinstverteilten Eisen(II)oxidaerosols und/oder Eisen(III)oxidaerosols erscheinen kann, je nach herrschenden Verbrennungsbedingungen.
Die erfindungsgemäßen Verbrennungsprodukte der Brennstoffe und Brennstoffzusätze, die z. B. die Forderung erfüllen sollen, Stoffe durch Verbrennung in der Atmosphäre freizusetzen, die die Neubildung von Hydroxylradikalen in der Atmosphäre und an der Erdoberfläche oder auf der Vegetation bewirken, um damit den Schadstoffabbau in der Luft anzuregen enthalten z. B. eines oder mehrere der Elemente aus den Gruppen der Schwermetalle, insbesondere Titan, Zink, Zirkonium, Eisen, Cobalt, Nickel, Mangan, Cer, Zinn. Insbesondere die Oxide dieser Elemente und die ihrer Mischoxide insbesondere der Mischoxide mit einem oder mehreren Elementen aus den Gruppen der Alkalien und Erdalkalien und auch mit Wasserstoff können bei der Bestrahlung mit Sonnenlicht Hydroxylradikale generieren. Bevorzugtes Element hierfür ist das Titan, das bevorzugt zusammen mit geringen Eisenbeimengungen dafür eingesetzt wird. Dazu ist das Element-Verhältnis der beiden vorzugsweise so eingestellt, daß die mit den Verbrennungsgasen freigesetzten Aerosole einen Eisengehalt aufweisen, der zwischen 0,5 Gewichtsprozent bezogen auf den Titangewichtsanteil und 5 Gewichtsprozent liegt. Die so zusammengesetzten gebildeten Titandioxid-Eisen(III)oxid-Mischoxide enthalten wasserstoffhaltige Oxide an der Partikeloberfläche. Sie bilden ein sehr feines Aerosol, das bei der Sonnenbestrahlung Hydroxylradikale bildet. Durch seine außerordentlich große spezifische Oberfläche sind die Aerosolpartikel überdies außerordentlich sorptionsaktiv und sorbieren insbesondere die weniger flüchtigen Komponenten wie z. B. Dioxine, PCB, DDT. Diese können besonders rasch durch die an ihrer Oberfläche erzeugten Hydroxytradikale abgebaut werden.
Die erfindungsgemäßen Verbrennungsprodukte der Brennstoffe und Brennstoffzusätze, die z. B. die Forderung erfüllen sollen, Mangelelemente aus der Gruppe der essentiellen Spurenelemente und Mineralstoffe bei der Verbrennung freizusetzen, die für den Menschen Mangelelemente darstellen, enthalten z. B. die Elemente Jod und Selen. Jodmangel tritt besonders in den küstenfernen Landgebieten auf Selenmangel bewirkt unter anderem eine Stoffwechselstörung, die die Aufnahme von Jod aus der Nahrung in den Organismus behindert. Hier wird beispielhaft das Verfahren der Verteilung von Iod mit den erfindungsgemäßen Verbrennungsprodukten beschrieben. Iod kann in den erfindungsgemäßen Verbrennungsprodukten je nach Verbrennungskonditionen in unterschiedlicher Form erscheinen: Bei reduzierender Verbrennung erscheint es als gasförmiger Jodwasserstoff, der sich in der Atmosphäre alsbald zu elementarem ebenfalls gasförmigem Jod oxidiert. Bei Verbrennung mit Sauerstoffüberschuß erscheint Jod in den Verbrennungsabgasen in elementarer ebenfalls gasförmiger Form. Das Jod reichert sich sorptiv an den ggf. bei der Verbrennung freigesetzten Rußpartikeln an. Jod in freier Form ist flüchtig und wasserlöslich, deshalb ist die Ausbringung in der adsorbierten Form an Verbrennungsruß bevorzugt. Das Gefahrpotential von Kernkraftwerken (KKW) bei der offenen Kernschmelze liegt besonders in der Freisetzung radioaktiver Jodisotope. Zur Minimierung des Gefahrpotentials kann der erfindungsgemäße Brennstoff und/oder Brennstoffzusatz mit Jodzusatz am KKW vorgehalten werden. Im Fall eines GAU wird der Brennstoff möglichst nahe am Ort der offenen Kernschmelze über eine Verbrennungsvorrichtung geregelt abgebrannt. Dabei steigen die erfindungsgemäßen Rauchgase zusammen mit den Heißgasen aus der Kernschmelze auf und vermischen sich. Dadurch wird die Gefahr der Aufnahme radioaktiver Jodisotope beim Kontakt von Personen mit den Immissionen am Immissionsort minimiert.
Unter Brennstoffen werden hier all diejenigen festen, flüssigen und gasförmigen Energieträger verstanden, die zur Erzeugung thermischer und/oder mechanischer Energie unter vollständiger oder unvollständiger Verbrennung bei erhöhter Temperatur zu Verbrennungsprodukten umgesetzt werden. Hierzu werden hier auch die Treibstoffe gezählt, die in Flugzeugen, Land- oder Wasserfahrzeugen zum Antrieb eingesetzt werden.
Unter Brennstoffzusätzen werden hier all diejenigen Stoffe verstanden, die nach der Verbrennung des Brennstoff-Brennstoffzusatzgemischs die erfindungsgemäßen Verbrennungsprodukte in einer oder mehrerer der Formen Gas, Nebel, Aerosol, Flüssigkeit hinterlassen.
Die Verbrennungsprodukte enthalten die vorhandenen Mangelstoffe und/oder Mangelelemente bzw. die Stoffe, aus denen Mangelstoffe und Mangelelemente gebildet werden können.
Unter Dotierung oder Dotierungselement wird hier ein Element in den Brennstoffzusätzen und Verbrennungsprodukten verstanden, das ein Mangelelement ist oder das ein Element ist, mittels dem ein unter geeigneten Bedingungen ein Mangelstoff gebildet werden kann.
Unter Mangelstoff und Mangelelement wird hier derjenige Stoff oder das Element bezeichnet, an dem innerhalb eines oder mehrerer biotischer und abiotischer Kompartimente von Ökosystemen, Populationen, menschlichen Populationen und im anthropogenen Stoffwirtschaftskreislauf Mangel herrscht. Mangelstoffe und Mangelelemente sind z. B.: Hydroxylradikale in der Atmosphäre, Spurenelemente (z. B. Eisen), Mineralstoffe (z. B. Kieselsäure) und Düngestoffe (z. B. Phosphat) für das Phytoplankton im Oberflächenwasser der Ozeane, Wasser für die Pflanzen in der Wüste, Düngerstoffe für das Phytoplankton im Oberflächenwasser der Ozeane, Jodgehalt in Atemluft, Trinkwasser und menschlicher Nahrung regionaler menschlicher Populationen, proteinhaltige Nahrungsmittel in regionalen menschlichen Populationen, fossile Energieträger in regionalen menschlichen Stoffwirtschaftskreisläufen.
Beispiele für einige der bevorzugten fettlöslichen Brennstoffzusätze, die Mangelelementverbindungen oder Elementverbindungen enthalten, die die Bildung von Mangelstoffen bewirken können, werden in der Tabelle 1 gegeben. Tabelle 1
Beispiele für einige Verbrennungsprodukte, die Mangelelementverbindungen oder Elementverbindungen enthalten, die die Bildung von Mangelstoffen bewirken können, werden in der Tabelle 2 gegeben. Tabelle 2
Es ist ausreichend, die für herkömmliche Zwecke als Brennstoffe und Brennstoffzusätze eingesetzten aus nachwachsenden Rohstoffen oder aus fossilen Energieträgern gewonnenen festen, flüssigen und gasförmigen Energieträger mit geringen Mengen dieser Verbindungen zu dotieren. Die erfindungsgemäßen Brennstoffe mit Brennstoffzusätzen können auch dann noch wirksam sein, wenn das Verhältnis aus der Summe des Gewichts der Dotierungselemente zu dem Brennstoffgewicht kleiner als 1 zu 10⁷ ist. Vorzugsweise wird ein Verhältnis Summe des Gewichts der Dotierungselemente zu Brennstoffgewicht zwischen 1 zu 10³ und 1 zu 10⁴ gewählt.
Die Verwendung von halogenhaltigen Titan- und/oder Eisenverbindungen in hoher Konzentration als Brennstoffzusatz ist weniger bevorzugt, weil Hydrolyse und insbesondere weil Korrosion und Schadgasfreisetzung in der Form von anorganischen Chlorverbindungen und chlorhaltigen organischen aromatischen Verbindungen vorkommen können.
Unter Brennstoffen werden hier auch die als Treibstoffe gebräuchlichen Energieträger verstanden. Eines der wesentlichen Ziele der Verbrennung der erfindungsgemäßen Brennstoffe und Brennstoffzusätze ist die Bildung von Aerosolen, enthaltend an Sauerstoff und ggf. Stickstoff gebundene Dotierungselemente. Beispiele für Brennstoffe und Brennstoffzusätze mit denen die Dotierungselemente in die gewünschten feinverteilten Oxide, Oxidnitride und Nitride zur Behandlung von Ozeanen, Landoberflächen und Atmosphäre bei der Verbrennung umgesetzt werden können sind z. B. Wasserstoff, Erdgas, Flüssiggas, Erdöl, Erdölraffinat, Pyrolyseöl, Öle aus nachwachsendem Rohstoff, Dieselöl, Kerosin, Leichtöl, Schweröl, Ottokraftstoff, Methanol.
Sie können aber auch in metallischer Farm oder zum Beispiel mit festen brennbaren Metallen durch einfache Verbrennung in diesen Zustand überführt werden. Weniger bevorzugt für das erfindungsgemäße Verfahren sind die festen Brennstoffe und Brennstoffzusätze, z. B. Torf, Kohle, Holz, Müll.
Die gewählten Konzentrationen der Dotierungselemente im Brennstoffen ermöglichen den Betrieb der Verbrennungsanlagen zur Energiefreisetzung in der bisher üblichen Verfahrensweise. Insbesondere bei Konzentrationen der Dotierungselemente unter 10^-4 Dotierungselement-Gewichtsanteilen sind keine Ablagerungen in den Verbrennungsvorrichtungen zu besorgen, die nicht durch Reinigung der Verbrennungsanlagen und Verbrennungsabgas-Führungseinrichtungen innerhalb der Wartungsintervalle zu beseitigen wäre. So lassen sich z. B. geringe Ablagerungen von Titan- und/oder Eisenoxiden sich mit den gleichen Mitteln zur Reinigung der Anlagenteile entfernen, wie sie auch zur Rußbeseitigung eingesetzt werden. Günstiger Nebeneffekt der erfindungsgemäßen Brennstoffe und Brennstoffzusätze ist eine vollständigere und rußärmere Verbrennung.
Es ist aber möglich, die erfindungsgemäßen Brennstoffe und Brennstoffzusätze mit wesentlich höheren Eisen- und/oder Titangehalten zu nutzen und sie dort in die Verbrennungsanlagen zu injizieren, wo ihre Verbrennungsprodukte an und für sich keinen Kontakt mehr zu verschmutzungsempfindlichen Teilen der Verbrennungsvorrichtung haben. Die Zugabe des erfindungsgemäßen Brennstoffs kann z. B. in Jet-Triebwerken z. B. in den Heißgasstrom kurz hinter der Turbine erfolgen, oder in Kolbenmotoren in den heißen Abgasstrom nach der Verbrennung im Zylinder.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Brennstoffe und Brennstoffzusätze hat überdies den Vorteil, daß an den bei der Verbrennung entstehenden feinstverteilten überwiegend oxidischen Dotierungselementpartikeln ein ähnlicher katalytischer Prozeß abläuft, wie im herkömmlichen Platinmetalle enthaltenden Katalysatorfestbett, nämlich die oberflächenkatalytisch ausgelöste Verminderung der Schadgasemissionen NOx, Lachgas, unverbrannte Kohlenwasserstoffe und Nitroaromaten. Sowohl durch die katalytische Wirkung im heißen Abgas als auch während der nachhaltigen Reaktion in der freien Atmosphäre und nach ihrer Sedimentation auf festen Unterlagen entfalten die entstehenden feinverteilten Oxide eine schadgasabbauende Wirkung, die die bisher durch die modernen Abgaskatalysatoren erzielte Wirkung bei weitem übertrifft. Die Smogkomponenten Ozon, NOx, Peroxyacetylnitrat und ähnliche Verbindungen werden dabei abgebaut oder kommen gar nicht erst zur Bildung, da die OH-Radikalkonzentration in der Gegenwart der Rückstände aus feinverteilten Oxiden tagsüber erheblich über den Normalwert angehoben wird.
Zwar ist der Einsatz der Brennstoffe und Brennstoffzusätze in Verbrennungsanlagen mit katalytischer Abgasreinigung nicht bevorzugt, da sie dort zu Störungen führen können. Da die Abgasreinigung durch die Verbrennungsrückstände des erfindungsgemäßen Brennstoffs aber auch außerhalb der Verbrennungsanlagen in der freien Atmosphäre stattfindet, kann die Einrichtung katalytischer Abgasreinigungseinrichtungen, wie sie insbesondere an benzingetriebenen Fahrzeugen üblich ist, zum Wegfall kommen.
Für Landfahrzeugtreibstoffe wird ein Mischungsverhältnis der Dotierungselemente Titan zu Eisen im Brennstoff zwischen 90 zu 10 bis 99,5 zu 0,5 bevorzugt, da das bei der Verbrennung der erfindungsgemäßen Brennstoffe und Brennstoffzusätze gebildete Mischoxid bei überwiegendem Titananteil einen besseren photokatalytischen Reinigungseffekt aufweist, als reines Titandioxid oder reines Eisenoxid. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Brennstoffe und Brennstoffzusätze ist, daß sie neben den organischen Schadgasen auch NOx und Ozon entfernen und damit den Photosmog wesentlich reduzieren können. Die Oxide wirken auch im sedimentierten Zustand insbesondere auf exponierten Oberflächen, wie z. B. Blättern, Grashalmen, sonstigen Vegetations- und Gebäudeteilen. Die bei der Verbrennung der erfindungsgemäßen lebensraumstabilisierende Brennstoffe und Brennstoffzusätze gebildeten Mischoxide und -nitride sind nicht toxisch und auch ohne nachteilige Wirkung in Lunge und Verdauungstrakt. Sie wirken auch nicht toxisch auf die Umwelt. Außerdem verursachen die feinverteilten Titan- und/oder Eisenoxide dort, wo sie auch auf natürlichem Weg in erheblicher Menge freigesetzt werden können, keine Schaden. Dies ist der Fall bei vulkanischen Gasexhalationen, die zunächst insbesondere Eisen(III)chlorid aber auch Titantetrachlorid enthalten können. Aus den exhalierten Grasen können sich ebenfalls feinstverteilte Oxide von Eisen und Titan in der Atmosphäre bilden, die denen im erfindungsgemäßen Verbrennungsprozeß entstandenen Aerosolen ähnlich sind.
Besonders bevorzugt ist der Einsatz der neuen Brennstoffe und Brennstoffzusätze daher im innerstädtischen Verkehr, auf Autobahnen, Schnellstraßen und in Tunneln, wo die freigesetzten Titandioxidaerosole, besonders bevorzugt die freigesetzten Titan-Eisen-Mischoxid-Aerosole Smog- und Abgasschadstoffe effektiv abbauen.
Bei der Verbrennung entstehen aus Titan und auch aus den Verbindungen des Titans mit organischen Verbindungen neben den Oxiden auch Nitride und Oxidnitride. Auch die stickstoffhaltigen Verbindungen haben einen positiven Effekt, da sie sich wegen ihrer feinen Verteilung allmählich in die Oxide umwandeln. Insbesondere im Ozean haben die feinstverteilten Nitride und Oxinitride einen vorteilhaften Zweck, weil sie Ammoniak freisetzen können. Zur Unterstützung der Bildung von Nitriden und Oxinitriden bei der Verbrennung können zusätzlich auch gasförmige oder öllösliche Verbindungen weiterer Elemente mit hoher Stickstoffaffinität den Brennstoffe und Brennstoffzusätzen zugesetzt werden. Darunter besonders bevorzugt ist das Silizium, weniger das Zirkonium. Durch Variation des Stickstoffgehalts in der Verbrennungsluft lassen sich auch stickstoffarme Silicium- und Titansauerstoffaerosole in den Verbrennungsprodukten erzeugen.
Für Seefahrzeugtreibstoffe wird ein Mischungsverhältnis der Dotierungselemente Titan zu Eisen im Brennstoff zwischen 0 zu 100 bis 10 zu 90 bevorzugt, da das bei der Verbrennung der erfindungsgemäßen Brennstoffe und Brennstoffzusätze gebildete Oxid bei überwiegendem Eisenanteil den besseren Wachstumseffekt auf das Phytoplankton aufweist.
Besonders bevorzugt ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Brennstoffe und Brennstoffzusätze als Treibstoff für Flugzeuge, da hiermit die effektivste Wirkung erzielt werden kann. Die Wirksamkeit der lebensraumstabilisierende Brennstoffe und Brennstoffzusätze beruht auf ihrer Eigenschaft, feinstverteilte Titan- und/oder Eisen-Verbindungen in der Atmosphäre zu hinterlassen. Besonders die erzeugten Oxide haben photokatalytische Wirkung und zerlegen in der Gegenwart von Sauerstoff den Wasserdampf der Luft unter der Einwirkung der Sonnenstrahlung zu OH-Radikalen. Diese oxidieren die genannten oxidierbaren klimarelevanten Gase. Außerdem befördern sie die notwendige Oxidation der natürlichen Emissionen von Dimethylsulfid zu Schwefelsäure und die Zersetzung von Methylenchlorid und anderen CKW sowie die Kohlenwasserstoffemissionen aus Phytoplankton und Landvegetation sowie auch die Pyrolysestoffe aus Wald- und Buschbrandemissionen. Es ist nicht zu befürchten, daß die aus den erfindungsgemäßen Brennstoffe und Brennstoffzusätzen freigesetzten Oxide von Eisen und/oder Titan die Ozonschicht angreifen, da sie unterhalb der Ozonschicht freigesetzt werden und sich dann von dort sehr langsam im Gravitationsfeld der Erde zur Erdoberfläche hin bewegen. Zur Unterstützung der Bildung von photokatalytisch aktiven Verbindungen bei der Verbrennung können zusätzlich auch gasförmige oder öllösliche Verbindungen weiterer Elemente den Brennstoffe und Brennstoffzusätzen zugesetzt werden, deren Verbrennungsprodukte sich durch hohe photokatalytische Aktivität auszeichnen. Darunter besonders bevorzugt sind Zirkonium und Cer aber auch solche Elemente, aus denen die photolytisch aktiven Mischoxide der Titanate und Zirkonate im Verbrennungsprozeß gebildet werden.
Auch nachdem die brennstoffstämmigen Oxide sich aus der Atmosphäre abgesetzt haben, befördern sie fortgesetzt auch das Ziel, die von den globalen geologischen Stoffkreisläufen und den Ökosystemen gesteuerten Klimafaktoren zu vermindern: In das Wasser der Ozeane eingetragen, beschleunigen die feinstverteilten Eisenoxide, die den im ozeanischen Oberflächenwasser fehlenden Mangelspurenstoff Eisen enthalten, in außergewöhnlichem Ausmaß das Wachstum des Phytoplanktons. Dadurch kommt es direkt zu einer Einbindung des assimilierten Kohlendioxid-Kohlenstoffs in die Sedimente, nachdem das abgestorbene Phytoplankton sedimentiert ist. Die dabei durch das Phytoplanktonwachstum gesteigerte Rate der Dimethylsulfid-Produktion und -Emission in die Atmosphäre bewirkt den Anstieg der atmosphärischen Schwefelsäure-Aerosolkonzentration und dadurch ausgelöst erfolgt direkt eine Erhöhung der irdischen Albedo über den Ozeanen.
Für Luftfahrzeugtreibstoffe wird

a) sowohl ein Mischungsverhältnis der Dotierungselemente Titan zu Eisen im Brennstoff zwischen 90 zu 10 bis 99,5 zu 0,5 bevorzugt, da das bei der Verbrennung der erfindungsgemäßen Brennstoffe und Brennstoffzusätze gebildete Mischoxid bei überwiegendem Titananteil den besseren photokatalytischen Reinigungseffekt aufweist, als reines Titandioxid oder reines Eisenoxid als auch
b) ein Mischungsverhältnis der Dotierungselemente Titan zu Eisen im Brennstoff zwischen 0 zu 100 bis 10 zu 90 bevorzugt, da das bei der Verbrennung der erfindungsgemäßen Brennstoffe und Brennstoffzusätze gebildete Oxid bei überwiegendem Eisenanteil die bessere Wirkung und den besseren Wachstumseffekt auf das Phytoplankton aufweist.

Für Luftfahrzeuge wird daher empfohlen, im Wechsel einmal mit überwiegend eisendotiertem Treibstoff zu fliegen und einmal mit überwiegend titandotiertem Brennstoff zu fliegen oder die Triebwerke abwechselnd oder ständig mit unterschiedlich dotiertem Brennstoff zu betreiben.
Die Ausbringung der Verbrennungsprodukte aus den erfindungsgemäßen Brennstoffen und Brennstoffzusätzen muß nicht notwendig durch Vorrichtungen geschehen, die der Nutzung des Energieinhaltes der Brennstoffe und Brennstoffzusätze dienen. Sie ist deshalb nicht an die Treibstoffverbrennungsanlagen auf herkömmlichen Luftfahrzeugen, Seefahrzeugen oder die stationären Verbrennungsanlagen zur Energieerzeugung gebunden.
Sie kann auch mit Verbrennungsvorrichtungen vorgenommen werden, die eigens für den erfindungsgemäßen Zweck benutzt werden: In der Luft mit eigens für diesen Zweck hergestellten Fluggeräten z. B. aus den Gruppen der Ballone, "Zeppeline", ferngesteuerten Fluggeräten, Raketen, oder nicht selbständig fliegenden Vorrichtungen wie Granaten, Bomben und ähnlichen Flugobjekten geschehen. Auf hoher See z. B. kann die erfindungsgemäße Verbrennung in freischwimmenden ferngesteuerten oder verankerten Verbrennungsvorrichtungen vorgenommen werden. Vorzugsweise werden auf den schwimmenden Einrichtungen mindestens eines der Elemente Eisen, Silicium und Phosphor enthaltenden Brennstoffe und Brennstoffzusätze verbrannt. Als Brennstoff wird hier vorteilhaft die bei der Faulung der Phytoplanktonsedimente gewonnenen Faulgase oder daraus durch partielle Oxidation gewonnenes Methanol eingesetzt. Geeignete Örtlichkeiten zur Einrichtung stationärer Anlagen allein zum Zweck der Mangelstoffverteilung oder der Verteilung von Stoffen, die die Mangelstoffbildung auslösen, sind z. B. Inseln in den Ozeanen, verkehrsreiche Plätze und Straßen, oder Kernkraftwerke.
Eine der erfindungsgemäßen Anwendungen der Brennstoffe und Brennstoffzusätze sind eine oder mehrere neuartige Sicherheitseinrichtungen im Kernkraftwerk, mit denen die Auswirkungen der freigewordenen radioaktiven Emissionen einer Kernschmelze wesentlich reduziert werden können. Der erste Teil der Sicherheitsvorrichtung besteht aus einer Verbrennungsvorrichtung zur Freisetzung von erfindungsgemäßen Verbrennungsprodukten aus Brennstoffen und Brennstoffzusätzen, die mit dem Element Jod dotiert sind. Dazu eignen sich joddotierte Brennstoffe und Brennstoffzusätze, die bei der Emission von radioaktivem Jod aus der unkontrollierten Kernreaktion in die Atmosphäre durch die erfindungsgemäßen jodhaltigen Verbrennungsabgase, ein Vielfaches dieser Emission an nichtradioaktivem Jod bezogen auf die in der Zeiteinheit freigesetzte radioaktive Jodmenge in die Atmosphäre freisetzen müssen. Dadurch reduziert sich die Gefahr der Aufnahme von radioaktivem Jod am Immissionsort drastisch.
Die besonderen Sorptionseigenschaften der erfindungsgemäßen Verbrennungsaerosole lassen sich im Kernkraftwerk zur weiteren Verbesserung der Sicherheitsmaßnahmen bei der Kernschmelze einsetzen. Vorteilhaft werden die im Unfallgeschehen ebenfalls freigesetzten radioaktiven Elemente aus den Gruppen der Actiniden, der Transurane, der Lanthaniden, der Schwermetalle und der sonstigen Elemente auf ihrem gemeinsamen Weg durch die Atmosphäre auf die Erde, auf die Vegetation und in das Wasser an die erfindungsgemäßen Verbrennungsgasaerosole von Eisenoxiden gebunden. Es hat sich nämlich gezeigt, daß oxidisch gebundenes Eisen, besonders dann, wenn es in feinverteilter Form vorliegt, ein außerordentlich breites Spektrum der Sorptionsaktivität aufweist, das den überwiegenden Anteil der schwereren Elemente und ihre Verbindungen aus dem Periodensystem der Elemente umfaßt. Für die erfindungsgemäßen Verbrennungsaerosole, die Eisen enthalten, trifft das in ganz besonderem Maß zu. Jodgase und Eisenoxidaerosole können auch in einer gemeinsamen Verbrennungsanlage aus Brennstoffen und Brennstoffzusätzen erzeugt werden, vorzugsweise unter den Bedingungen einer Verbrennung mit Luftüberschuß.
Vorzugsweise wird zusätzlich ein in der Atmosphäre wirksames Aerosol generiert, das auch die Jodemissionen und die radioaktiven Edelgase sorbieren kann. Dazu ist Ruß bestens geeignet. Als Brennstoffe und Brennstoffzusätze die sich zur Rußerzeugung eignen werden vorzugsweise kohlenstoffreiche aromatische Öle, vorzugsweise sog. Rußöle aus Steinkohleteerraffinaten oder Crackeröle eingesetzt, die in der Folge unvollständiger Verbrennung große Rußmengen freisetzen. Der in die Atmosphäre gelangte Ruß kann die dort zu elementarem Jod oxidierten Jodemissionen sorbieren. Ruß hat außerdem die vorteilhafte Eigenschaft, das ebenfalls freigesetzte radioaktive Edelgas Radon zu binden. In den heißen Abgasen der Kernschmelze und auf dem Transport in der Atmosphäre werden die Rußteilchen oberflächlich oxidiert. Danach sind sie in der Lage, zusätzliche Anteile der schweren radioaktiven Elemente an sich zu binden.
Die Bindung der radioaktiven Zerfallsprodukte an die erfindungsgemäßen Ruß- und Eisenoxid-Aerosole hat auch den zusätzlichen Vorteil der Einengung der Fall-out-belasteten Region, eine einfache Methode der optischen Kennzeichnung der verstrahlten Gebiete anhand des stark gefärbten radioaktiven schwarzen bis roten "Fall-out"-Sedimente. Die Bindung an die Aerosole hat auch den Vorteil einer einfacheren Abscheidung der Radioaktivität aus der kontaminierten Luft mit Luftreinigungsvorrichtungen.
Auf die unterschiedlichste Art und Weise ist es möglich, mit den erfindungsgemäßen Verbrennungsprodukten aus den erfindungsgemäßen Brennstoffen und Brennstoffzusätzen durch ihre Verteilung in der Umwelt ihre Auswirkung auf die Umwelt zu steuern. Die Steuerung der Auswirkungen auf die untereinander durch die verschiedenen Kreislaufprozesse vernetzten Ökosysteme und die regionalen und globalen Stoffwechselprozesse kann auf verschiedenste Art und Weise erfolgen. Hier können nur einige wenige Beispiele dafür genannt werden. Dies Steuerung der Auswirkungen auf die Umwelt kann geschehen z. B. durch die Verteilung der Verbrennungsprodukte in der Umwelt:

- in ausgewählten Regionen,
- in ausgewählten Höhenlagen,
- in ausgewählter Dosierung,
- in ausgewählter Konzentration,
- in ausgewählter Mischung,
- in ausgewählten Intervallen,
- nach Maßgabe ausgewählter Untersuchungsparameter an Ökosystemen und Umweltkompartimenten.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Brennstoffe und Brennstoffzusätze kann durch herkömmliche Vermischung der handelsüblichen Brennstoffe und Brennstoffzusätze mit den die Dotierungselemente enthaltenden Brennstoffzusätzen erfolgen.
Dies kann in den herkömmlichen Anlagen der Industrie geschehen; z. B. dort, wo flüssige Farbstoffe oder gasförmige Odorierungsmittel als Brennstoffkennzeichnungsmittel zugemischt werden. Dies kann nach den an und für sich bekannten Verfahren des Auflösens von Feststoffen oder Flüssigkeiten in Ölen, ggf. unter Inertgas und/oder unter wasserdampffreier Atmosphäre geschehen. Inertgasatmosphäre, Sauerstoffausschluß und ggf. Wasserdampfausschluß bei Herstellung und auch Lagerung der erfindungsgemäßen flüssigen Brennstoffzusätze ist nur dann notwendig, wenn z. B. die Dotierungselemente in der Form der weniger bevorzugten oxidationsempfindlichen metallorganischen Verbindungen zugesetzt werden oder in der ebenfalls weniger bevorzugten Form von hydrolyseempfindlichen organischen oder anorganischen Verbindungen. Flüssigbrennstoffe und Brennstoffzusätze, wie z. B. Methanol, Ethanol, Flüssiggas, Benzin, Dieselöl, Biodiesel, Leichtöle, Teeröle, Steinkohlenteerpech, Schwelteere, Schweröle und Bitumen sind allesamt als Ausgangsstoffe für die Zumischung von brennbaren Titan- und Eisenkomponenten zur Herstellung der erfindungsgemäßen Flüssigbrennstoffe und Brennstoffzusätze geeignet. Flüchtige Dotierungselement-Verbindungen eignen sich als Zusatz zu gasförmigen Brennstoffe und Brennstoffzusätzen insbesondere Erdgas. Überraschenderweise gelingt auch durch das Tränken von Feststoffen, wie z. B. Ruß, Kohlenstaub, Sägemehl, Strohpellets, mit flüssigen oder in Öl gelösten Dotierungselement-Verbindungen die Herstellung der erfindungsgemäßen Festbrennstoffe und Brennstoffzusätze, die sich ebenfalls durch die Eigenschaft auszeichnen, die erfindungsgemäßen Verbrennungsprodukte als aerosolhaltige Gase oder Gase zu generieren, mit denen die Dotierungselemente in der Atmosphäre verteilt werden. Die Dotierungselemente werden in der Regel dabei nur zum geringeren Teil in den groben festen Ascherückständen gebunden. Prinzipiell ist es zwar möglich die Verbrennungsprodukte von Schiffen aus direkt mit Meerwasser zu vermischen; dies ist aber nicht effektiv und auch unwirtschaftlich und gehört daher nicht zur bevorzugten Prozeßführung.
Insbesondere zur weitergehenden Verbesserung des Phytoplanktonwachstums durch Mangelelement-Zufuhr aber auch zur Optimierung der atmosphärischen Oxidationskraft durch Erzeugung des Mangelstoffs Hydroxylradikale an photolytisch aktiven Oxiden können eine Reihe von nützlichen Dotierungselementen aus dem Periodensystem der Elemente zur Brennstoff-Dotierung mit Brennstoffzusätzen eingesetzt werden. Hierzu zählt insbesondere das Silizium aber auch die vielen essentiellen Schwermetalle und Metalloide und solche Metalle, deren Verbindungen eine hohe photolytische Aktivität aufweisen. Dazu gehören die z. B. die Elemente Mangan, Zink, Bor, Kupfer, Molybdän, Eisen, Cobalt, Vanadin, Silicium, Zirkonium, Yttrium, Scandium, die Seltenen Erden aber auch Mischoxide bildende Elemente, die ebenfalls photokatalytisch aktive Titanate, Ferrate, Aluminate oder Zirkonate ergeben können. Dazu zählen auch die Elemente aus den Gruppen der Alkalien und Erdalkalien. Von den meisten dieser Dotierungselemente, sind auch oleophile Verbindungen bekannt, die sich mit den flüssigen und flüssiggasförmigen Brennstoffen und Brennstoffzusätzen in molekularer Verteilung verbinden lassen. Einige dieser Verbindungen haben einen hinreichend großen Dampfdruck, der es ermöglicht, die Dotierung gasförmiger Brennstoffe damit durchzuführen.
Die meisten der Dotierungselemente können als hydrolyse- und oxidationsunempfindliche Brennstoffzusatzstoffe hergestellt werden. Diese Brennstoffzusatzstoffe sind besonders bevorzugt, weil sie keine Störungen durch Feststoffausscheidungen in den Brennstoffbehältern und Brennstoffleitungen hervorrufen. Solche Brennstoffzusatzstoffe sind besonders bevorzugt für die Luftfahrzeugtreibstoffe. Auch diese Elemente lassen sich sowohl als Carbonyle, in der Bindung an organische Verbindungen oder in elementarer Form mit dem Brennstoff vermischt oder auf andere an und für sich bekannte Art und Weise zusammen oder getrennt von der Titan- und/oder Eisenverbrennung verbrennen. Alkalien-, Aluminium- und ggf. Erdalkalien-haltige Brennstoffzusatzstoffe lassen sich auch als Seifen in Lösung, Emulsion oder Dispersion in den Brennstoffen verteilen. Sie können auch in metallischer Form, rein oder als Legierungen zur Verbrennung eingesetzt werden.
Für den Fall, daß es gewünscht wird, die Dotierungselemente wesentlich höher im Brennstoff zu konzentrieren, kann es vorteilhaft sein, eine hochkonzentrierte Brennstoffzusatzstoff-Brennstoff-Lösung oder sogar unverdünntes Dotierungsmittel als Brennstoff zu verbrennen. Das kann z. B. mittels einer oder mehrerer gesonderter Brennstoffdüsen innerhalb oder außerhalb der regulären Brennstoffverbrennungsvorrichtungen oder deren Verbrennungsabgasführungsvorrichtungen geschehen oder ganz unabhängig davon. Vorzugsweise geschieht die Verbrennung der derart hoch dotierten Brennstoffe so, daß die regulären Antriebs- und/oder Verbrennungsvorrichtungen nicht durch Ablagerungen aus der dabei durch Partikelablagerung aus denn erfindungsgemäßen Verbrennungsabgas entstehenden hohe Partikelkonzentration beeinträchtigt werden. Es ist auch möglich, die hochkonzentrierten Dotierungsmittellösungen oder die unverdünnten Dotierungsmittel für sich mittels vollständig von der Treibstoffverbrennung und ihren Zusatzvorrichtungen abgekoppelten Vorrichtungen abzubrennen. Dies können z. B. auch Gasfackeln sein oder, falls es sich um feste brennbare Stoffe handelt, die die Dotierungsmittel enthalten, auch um Feststofffackeln und ähnliche Feststoffverbrennungseinrichtungen handeln.
Z. B. an Flugzeugen und Schiffen können solche Zusatzverrichtungen ohne Weiteres angebracht werden. Die Verbrennung der erfindungsgemäßen Brennstoffe und Brennstoffzusatzmittel als Erzeugungs- und Verteilungsmittel für die dotierten Verbrennungsprodukte hat den großen Vorteil gegenüber ihrer Ausbringung als wasserlösliche oder wasserdispergierbare Stoffe in das Meer mittels Schiffsschraubenverquirlung, daß die Dotierungselemente ohne besonderen Aufwand über eine ungleich größere Fläche verteilt werden können.
Die Anwendung der erfindungsgemäßen Brennstoffe und Brennstoffzusätze in Verbindung mit Fahrzeugen ist nicht obligatorisch. Sie kann auch an stationären Anlagen geschehen. An Lokalitäten wo die Gefahr der Immission von oxidierbaren Stoffen, z. B. Photosmog, Kohlenmonoxid, Formaldehyd, Ozon und NOx zu besorgen ist, kann bei auftretenden Emissionsspitzen dieser Stoffe an den jeweils abhängig von Windrichtung und Windgeschwindigkeit sowie den weiteren bekannten Einflußparametern auszuwählenden geeigneten Positionen entsprechende Verbrennungsanlagen oder Fackeln zur Verbrennung der dotierten Brennstoffe und Brennstoffzusätze oder Dotierungsmittel kurzfristig in Betrieb nehmen, bis die Immissionssituation sich normalisiert.
Beispiele für solche Lokalitäten sind z. B. Straßentunnelröhren, Innenstädte, Klimaanlagen, Fabrikgelände, Kläranlagen, Straßenschluchten, Flughäfen, Abwasserkanäle. Dort wo keine hinreichende Strahlung vorhanden ist, die den durch die Verbrennung der erfindungsgemäßen Brennstoffe und Brennstoffzusätze generierten Photokatalysator aktivieren kann, können geeignete Strahlungsquellen angeordnet werden. Gegebenenfalls können in der Verbrennung selbst hinreichend energiereiche Photoquanten erzeugt werden, z. B. wenn Magnesiummetall als Zusatzbrennstoffkomponente oder dotierte Magnesiummetalllegierungen eingesetzt werden.
Sehr gut eignet sich auch metallisches Titan, Titanhydrid, Silicium oder metallisches Eisen für diesen Zweck, die als Stäube, Drähte, Wolle, Folie zusammen mit Magnesium, Aluminium oder Silicium in elementarer Form, jedes für sich allein oder im Gemisch, legiert oder auch legiert mit anderen festen Brennstoffe und. Brennstoffzusätzen verbrannt werden können. In dieser Form, z. B. als Fackel lassen sich die Elemente in reiner Form oder legiert selbst als Brennstoff einsetzen. Trotz der dabei vorkommenden hohen Verbrennungstemperaturen werden die dabei erhaltenen Dotierungsmittel-Oxide, -Oxidnitride und -Nitride in der Form feinster Partikelaerosole erhalten, die sich sehr gut für die erwünschten Zwecke eignen. Die Metallpulver können auch in der Form von Suspensionen in herkömmlichen flüssigen Brennstoffe und Brennstoffzusätzen zur Verbrennung gebracht werden. Vorzugsweise werden die bei der Verbrennung von derart an Eisen- und/oder Titanverbindungen konzentrierten Brennstoffe und Brennstoffzusätze möglichst unmittelbar an offener Atmosphäre verbrannt oder zusätzlich mit dieser umspült oder ihre Verbrennungsabgase darin verteilt, um Agglomeration der erfindungsgemäßen Aerosole so weit wie möglich zu vermeiden.
Es ist auch möglich, die in eingehausten Einrichtungen durch Verbrennung freigesetzte Oxide von Titan und/oder Eisen nach Verrichtung ihrer photolytischen schadgasbeseitigenden Wirkung unter Einwirkung natürlichen Sonnenlichts oder künstlichen Lichtquellen durch an und für sich bekannte Prozeßschritte der entstaubenden Luftreinigung wieder aus der damit behandelten Luft abzuscheiden. Die erfindungsgemäßen Aerosole lassen sich auf diesem Wege zur Reinigung von schadgashaltiger Abluft oder Zuluft einsetzen. Typische Anwendungsfälle sind z. B. die Zuluftreinigung für Klimaanlagen, Zuluftreinigung für den Fahrzeuginnenraum und die Abluftreinigung im Allgemeinen.
Es ist zwar bekannt, daß die bei Verbrennung von Metall- und Metalloxid-organischen Verbindungen entstehenden Metalloxid-Aerosole extrem fein verteilte Feinststäube ergeben können. Beispiele solcher Metalle sind Titan, Zirkonium, Eisen, Aluminium, Zink. Beispiele solcher Metalloide sind Kohlenstoff und Silizium. Ein bei der unvollständigen Verbrennung von organischen Kohlenstoffverbindungen entstehender Feinstaub ist Ruß, der als Massenprodukt in der Gummireifenproduktion und als Schwarzpigment z. B. in der Druckerschwärze vorkommt. Die bei der thermischen Umsetzung von Siliziumtetrachlorid in der Knallgasflamme entstehenden Siliziumradioxid-Feinststäube werden als Massenware für die Verdickung (Thixotropierung) von Lacken, Farben produziert. Derartige oxidische Feinstäube, die sog. "pyrogenen Oxide", die z. B. auf der Basis von Metall- und Metalloxidchloriden von der Degussa AG hergestellt werden, werden z. B. unter dem Synonym "Aerosil" (Siliciumdioxid) verkauft. Diese Produkte zeichnen sich durch einen sehr hohes Verhältnis von innerer Oberfläche zu äußerer Oberfläche aus. Die pyrogenen Oxide bestehen aus voluminösen Agglomeraten, da die bei der Verbrennung des Siliziumtetrachlorids entstehenden Aerosole in Aerosolabscheidern konzentriert werden. Durch den Konzentrationsprozeß erfolgt Agglomeration der chemisch reaktiven Primärteilchen. Auf Grund ihrer großen Reaktivität kommt es dabei nämlich zu einer irreversiblen Zusammenlagerung der Aerosole zu millimetergroßen Agglomeraten, deren Durchmesser mehrere Größenordnungen über dem der originären Partikel liegen kann. Bei der Agglomeration der mikroskopisch kleinen Primäraerosolteilchen zu den agglomerierten Flocken, deren Durchmesser im Millimeterbereich liegt, steigt daher der Verhältniswert innere Teilchen-Oberfläche zu äußerer Teilchen-Oberfläche um Größenordnungen.
Nach Durchmesser und Form sind die technischen Produkte Ruß und Aerosil damit den erfindungsgemäßen Verbrennungsprodukten, die als feine Dotierungsmittel-haltige Aerosole vorliegen, völlig unähnlich. Ursache dafür sind die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Aerosole die gegenüber den o. g. Produkten grundsätzlich abweichenden Herstellungsbedingungen. Aus dem optisch erkennbaren Unterschied der Teilchengröße errechnet sich für die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Aerosolteilchen ein im Vergleich zu den genannten technischen Produkten um mindestens eine Größenordnung geringerer Verhältniswert innere Aerosolteilchen-Oberfläche zu äußere Aerosolteilchen-Oberfläche. Dies wird erreicht durch die Besonderheiten des Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Aerosolteilchen, das mindestens eine der Maßnahmen a) bis c) beinhaltet:

a) Erzeugung der erfindungsgemäßen Aerosole durch Verbrennung von Brennstoffe und Brennstoffzusätzen zu Verbrennungsprodukten die die Aerosol-Precursoren in Aerosolform und ggf. gasförmig enthalten,
b) Unterlassung aller Maßnahmen, die die gegenseitige Berührung der erfindungsgemäßen Aerosolteilchen nach ihrer Bildung befördern oder verursachen,
c) Verteilung der die erfindungsgemäßen Aerosolteilchen enthaltenden Verbrennungsabgase unmittelbar nach der Verbrennung in der Atmosphäre.

In der typischen Form der erfindungsgemäßen Aerosole, nämlich als mikroskopisch feine in der Gasphase schwebende Partikel, Tröpfchen oder Sorbate an Partikeln oder in Tröpfchen oder als Gase, können sie ihre Wirkung in der beabsichtigten Weise entfalten: z. B. die photokatalytische Anreicherung von Hydroxylradikalen gelingt an den nicht durch Agglomeration sich gegenseitig beschattenden freien Partikeln aus der erfindungsgemäßen Verbrennung während ihrer gesamten langen Aufenthaltszeit in der Atmosphäre und ebenfalls lang andauernde Verfügbarkeit für den Stoffwechsel des Phytoplanktons an der Meeresoberfläche. Dabei findet die photolytische Hydroxylradikalbildung an den photolytisch aktiven Partikeln auch noch nach ihrem Eintauchen in die Oberfläche des Meerwassers statt, mit dem zusätzlichen Effekt des Schadstoffabbaus an der belichteten Wasseroberfläche.
Der hohe Verhältniswert Oberfläche zu Partikelgewicht gepaart mit langer Aufenthaltszeit in der Atmosphäre ergibt eine hohe spezifische Albedo je ausgebrachtem Massenäquivalent der erfindungsgemäßen Aerosolteilchen.
Zum Vergleich: Die grob agglomerierten kommerziellen Pyrogen-Oxid-Produkte dagegen sinken als grobe Flockenagglomerate sehr rasch auf den Erdboden oder die Meeresoberfläche. Für ihre Verweilzeit an der Meeresoberfläche gilt dies entsprechend. Ihre wirksame bestrahlte Oberfläche beträgt nur ein Bruchteil der erfindungsgemäßen oxidischen festen Verbrennungsprodukte. Der niedrige Verhältniswert Oberfläche zu Partikelgewicht gepaart mit kurze Aufenthaltszeit in der Atmosphäre ergäbe eine geringe spezifische Albedo je ausgebrachtem Massenäquivalent der o. g. technischen Produkte, die als Aerosolteilchen in der Atmosphäre ausgebracht werden.
In ähnlicher Feinheit wie die erfindungsgemäßen Dotierungsmittel-Oxid-Feinstäube können die auf natürlichem Weg aus den vulkanischen Exhalationen gebildeten Feinststäube ausgebildet sein. Die vulkanische Gesteinsschmelze sondert in einigen Kilometern Tiefe überkritische Hochdruck-Gasphasen ab, die neben Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Schwefelwasserstoff und Wasser auch die Halogenverbindungen von Silicium, Titan, Zinn und Wasserstoff enthalten können. Diese können nach ihrer Entspannung beim Ausbruch der Gesteinsschmelze entweichen. Im Kontakt mit Luftsauerstoff in der Gegenwart des erstarrenden feinverteilten Gesteins können dabei zusätzlich die Gase Eisen(III)chlorid, Elementarschwefel, Schwefeldioxid, und Schwefeltrioxid entstehen. So wird aus einer Reihe von Vulkanen insbesondere Eisen(III)chlorid, aber auch Siliciumtetrafluorid und wahrscheinlich auch Titanhalogenide in der Form sich rasch verdünnender gasförmiger Wolken ausgestoßen, die im Kontakt mit der Atmosphäre durch Hydrolyse sehr feine Aerosole aus Eisen(III)hydroxid, (nichtkristallinem) Siliziumdioxid und Titandioxid bilden können. Zum Unterschied zu den erfindungsgemäßen Aerosolpartikeln, sind diese natürlichen Aerosole jedoch nicht das Produkt einer Flammenreaktion. Diese natürlichen hydrolytisch gebildeten Produkte bestehen im Gegensatz zu den erfindungsgemäßen Dotierungsmittel-Oxid-Feinstäuben zu einem sehr großen Anteil aus Mischoxiden mit Wasserstoff und haben daher nur geringe photolytische Aktivität.
Z. B. enthalten die erfindungsgemäßen Aerosole von Eisen(III)oxid und Titandioxid nur an ihrer Oberfläche Mischoxide mit Wasserstoff in der Form sog. OH-Gruppen. Titandioxid und Eisen(III)oxid gehören zur sog. Gruppe der Photohalbleiter: das sind Stoffe, die bei der Bestrahlung (mit Sonnenlicht) halbleitende Eigenschaften annehmen. Bei dem weißen Titandioxid macht sich das z. B. durch Gelb- bis Orangefärbung bei Bestrahlung bemerkbar. Wegen seines hohen Brechungsindexes ergibt Titandioxid als Pigment einen hohen Rückstrahlanteil, der nach seiner erfindungsgemäßen Herstellung die Albedo günstig hinsichtlich Abkühlung beeinflußt. Diese Photohalbleiter haben die Eigenschaft, bei UV-Bestrahlung einen Teil ihrer gebundenen Hydroxylgruppen in Hydroxylradikale (OH) umzuwandeln. Die Hydroxylradikale sind die stärksten sauerstoffhaltigen Oxidationsmittel, die wir kennen. Sie sind weitaus aktiver als z. B. die atmosphärischen Oxidationsmittel Sauerstoff, Ozon und Chlor. Sie werden nur vom elementaren Fluor an Oxidationsstärke übertroffen, das in der Atmosphäre nicht vorkommt.
In der Atmosphäre werden die vielen organischen und anorganischen oxidierbaren "Verunreinigungen" (Methan, Dimethylsulfid, Ammoniak, CKW, ätherische Öle pflanzlichen Ursprungs, unvollständig oxidierte Verbrennungsprodukte) ausschließlich durch die tagsüber durch UV-Strahlung gebildeten Hydroxylradikale abgebaut. Für das stabile Methan, das neben CO₂ der stärkste Treibhausklimafaktor ist, ist dieser Oxidationsweg der einzige mögliche Abbaumechanismus.
Landwüsten enthalten kaum Pflanzen, weil dort Wasser Mangelstoff ist. Die großen zentralen Gebiete der Ozeane enthalten kaum Pflanzen, weil dort Düngestoffe, bestimmte Mineralstoffe und essentielle Spurenelemente Mangelstoffe sind. Ozeane bilden den größten Anteil der Erdoberfläche. Untersuchungen zeigten, daß hier ein wesentlicher Mangelfaktor der zu geringe Eisengehalt ist. Testergebnisse zeigten, daß bereits das Ausbringen geringer Mengen von Eisensalz im zentralen Pazifik, die Phytoplanktonmasse drastisch ansteigen ließ. Dieser Effekt ist dem Fachmann an und für sich bekannt: Dort, wo durch hydrothermale Konvektion an den in Flachwasserzonen gelegenen ozeanischen Riftsystemen Eisensalze in die oberen Schichten des Meerwassers gelangen können, entwickelt sich reiches Planktonwachstum. Beispiele hierfür sind die Radiolarien- und Kieselalgensediment-Folgen, die als sog. Kieselschiefer-, Lydit-, Radiolarit- und Eisenkieselvorkommen an die Gegenwart des sog. Ophiolith-Vulkanismus im Flachwasser gebunden sind, der hier für reichlichen Eisen-Eintrag in das flache Meerwasser sorgte. Beispiele hierfür finden wir in Deutschland in den Schichtfolgen des Lahn-Dill-Gebiets und im Kellerwald. Aber auch im Oman anderen Gebieten der Erde, wie z. B. dem Oman.
Nur an wenigen Stellen im Meer, wo induziert durch Meeresströmungen oder Absinken kalten Oberflächenwassers mineralreiches Tiefenwasser an die Oberfläche dringt (zirkumpolar und einige Küstenbereiche), entsteht große Phytoplanktonmasse und in der Nahrungspyramide im zugehörigen Ökosystem eine dadurch erhöhte Proteinmasse sowie eine entsprechend große Menge organisches Sediment, das die Destruenten auf natürlichem Weg in Methaneis umwandeln.
Im Gegensatz zu den erfolgreich durchgeführten Experimenten zur Zunahme der Phytoplanktonmasse mit Eisensalzen erfolgt die erfindungsgemäße Behandlung der Meere und Ozeane nicht mit Salzen, sondern mit oxidischen und ggf. nitridischen Stoffen. Dabei zeigt sich überraschend, daß der ausgelöste Effekt der spontanen Zunahme der Phytoplanktonmasse auch bei dem Zusatz der erfindungsgemäßen an und für sich im Meerwasser unlöslichen eisenhaltigen Oxidaerosolpartikel in das Meerwasser geschieht. Dies war nicht zu erwarten.
Die auf natürlichem Weg aus dem Wüstengürtel der Erde ausgetragenen Eisen-Aerosole lösen zwar einen merkbaren aber weit weniger drastischen Effekt bei ihrem Sedimentationsprozeß an der Meeresoberfläche aus, als die erfindungsgemäßen Eisenoxidaerosole. Ursache hierfür ist wahrscheinlich die hohe Dichte, die geringe aktive Oberfläche und die chemische Reaktionsträgheit der natürlichen Aerosole im Vergleich zu den aus den erfindungsgemäßen Brennstoffen und Brennstoffzusätzen freigesetzten Aerosolpartikeln, die bei längerer Aufenthaltszeit und hoher Reaktivität besser von dem Phytoplankton verwertet werden können. Die mit dem Passat über den Atlantik aus der Sahara bis nach Südamerika verfrachteten eisen- und quarzhaltigen Aerosole sind ein Beispiel für den natürlichen wenig effektiven Eintrag von Eisenoxidaerosolen in den Ozean. Zwar sorgen diese natürlichen Eisenaerosole im Südatlantik für ein deutlich höheres Fischaufkommen als im Pazifik, der nicht mit Eisen und Siliciumdioxid versorgt wird.
Mit den erfindungsgemäßen Brennstoffe und Brennstoffzusätzen kann durch den weltweiten Flug- und Schiffsverkehr eine kontinuierliche Behandlung von Atmosphäre und Ozeanen mit den erfindungsgemäßen Aerosolen durchgeführt werden. Sie wäre besonders intensiv in der nördlichen Hemisphäre. Wenn sie nicht vorher durch den Regen aus der Atmosphäre ausgewaschen werden, können die erfindungsgemäßen Aerosole mit den Luftströmungen weltweite Verbreitung erlangen. Die in einer Höhenlage von ca. 10 km über dem Pazifik ausgebrachten erfindungsgemäßen Titan- und Eisenhaltigen Aerosole können durchaus über einen Zeitraum von 1 bis 2 Jahren in der Atmosphäre verbleiben, bevor sie auf die Meeresoberfläche fallen.
Die durch die erfindungsgemäß mit den Aerosolen gesteigerte Phytoplanktonproduktion gebildete zusätzliche organische gebundene Kohlenstoffmasse ist die wesentliche CO₂-Senke und wirkt auch damit als Klimafaktor. Gleichzeitig bildet die zusätzlich gebildete Phytoplanktonmasse die Basis für die entsprechende Zunahme der Proteinmasse in der Nahrungskette des ozeanischen Ökosystems und kann damit die Weltversorgung mit Meerestierprotein erheblich verbessern. Gleichzeitig führt die ansteigende Phytoplanktonproduktion zu einer ansteigenden Dimethylsulfidbildung, die nach ihrer Umwandlung in Schwefelsäureaerosol durch Wolkenbildung die Albedo vergrößert und dadurch zur Abkühlung beiträgt.
Wenn die Phytoplanktonproduktionsrate auf eine den heutigen aktiven Phytoplanktonregionen vergleichbaren Wert angehoben werden kann, entstehen wie dort in vergleichbarer Menge auf den Meeresgrund absinkende tote Phytoplanktonmassen. Diese sorgen im dort ablaufenden anaeroben Gärprozeß für die rasche Umbildung des in der gärenden Masse gebundenen Kohlenstoffs in festes Methanhydrat, das sog. "Methaneis", dessen heutige Vorkommen bereits als die größte Welt-Ressource gewinnbarer fossiler Energieträger gelten.
Mit den erfindungsgemäßen Brennstoffen und Brennstoffzusätzen gelingt es, große Bereiche der heute praktisch phytoplanktonfreien Meeresoberflächen mit Phytoplankton zu besiedeln; es kann damit nachhaltig für die Sicherung der Welternährung und der Weltenergieversorgung gesorgt werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung und Verbreitung der erfindungsgemäßen Verbrennungsprodukten, die Dotierungselemente enthalten, die das Pflanzenwachstum insbesondere im Ozean anregen und/oder die Hydroxylradikalbildung in der Atmosphäre anregen und die aus den erfindungsgemäßen Brennstoffen und Brennstoffzusätzen hergestellt worden sind, können die eingangs genannten Ziele zur nachhaltigen Beseitigung der mangelbedingten Krisen der irdischen Ökosysteme und Lebensgrundlagen erreicht werden.

- Absenkung des atmosphärischen CO₂-Gehalts (bewirkt Klimaabkühlung),
- Zunahme der Albedo durch direkte Wirkung der erfindungsgemäßen Aerosole (bewirkt Klimaabkühlung),
- Zunahme der Albedo durch die von der verstärkten Dimethylsulfidemissionen aus dem Phytoplanktonstoffwechsel ausgelöste Wolkenbildung (bewirkt Klimaabkühlung),
- Abbau des atmosphärischen Methans und von Schadstoffen durch Hydroxylradikalerzeugung (bewirkt Klimaabkühlung),
- Zunahme der Sedimentation abgestorbenen Phytoplanktons (bewirkt die Bildung von Methanhydratsediment als Ressource "fossiler" Energieträger),
- Zunahme der Proteinbildung im Ökosystem Ozean durch Steigerung der Phytoplanktonmasse aus den Meeren (Zunahme der Protein-Nahrungsressourcen).

Die erfindungsgemäßen photolytisch aktiven Aerosole, das sind die Stoffe, die sich in der Atmosphäre aufhalten, bewirken zusätzlich durch die Hydroxylradikalbildung auch einen besseren Abbau der relativ resistenten Schadstoffe in der Atmosphäre. Hervorzuheben ist hier der Abbau der schwer oxidierbaren Schadstoffe durch Sorption/Oxidation (z. B. DDT, PCB, Dioxine, Furane, CKW, Nitroaromaten, Aromatische Polycyclen).
Welche toxische Einflüsse gehen von den Verbrennungsprodukten aus den erfindungsgemäßen Brennstoffen und Brennstoffzusätzen aus? Hier sind keine toxischen Einflüsse zu erwarten: Aus den Bereichen natürlicher vulkanischen Exhalationen, die derartige Stoffe emittieren, sind schädliche Einflüsse bisher nicht dokumentiert worden. Vom Betrieb der stationären Heizungsanlagen, die mit eisenhaltigen Ölen betrieben worden sind, sind ebenfalls keine nachteiligen Wirkungen bekannt geworden. Weder die ubiquitär anzutreffenden Eisenoxide, noch die verschiedenen Titanoxide sind toxisch. Von den Siliciumoxiden ist bisher nur die Quarzmodifikation als gesundheitsschädlich bekannt geworden. Die nicht kristallinen Siliciumdioxidaerosole haben keine schädliche Wirkung. Die in den erfindungsgemäßen Aerosolen ggf. enthaltenen Titanate, Ferrate, Zirkoniumdioxid, Zirkonate weisen ebenfalls weitestgehend fehlgeordnete nichtkristalline Gitter auf.
Dagegen enthalten alle natürlichen windverfrachteten Feinstaubaerosole mit Ausnahme der aus den erwähnten vulkanischen Gasexhalationen gebildeten Aerosole kristalline Anteile, die gesundheitsschädlich sein können. Auch die natürlichen aus dem Wüstengürteln und Moränengürteln emittierten Feinststaubaerosole, die gelegentlich bis nach Mitteleuropa vordringen, können z. B. auf Grund ihres Quarzanteils als gesundheitsschädlich eingestuft werden. Dies gilt auch für jene serpentinfaserhaltigen Feinstäube, die aus Trockenzonen mit natürlichen Serpentinfaservorkommen abgeweht werden.
Die bei vulkanischen Eruptionen emittierte Gesteinspartikel- und Mineralfragment-Feinstfraktion hat ebenfalls nur eine relativ geringe Aufenthaltszeit in der Atmosphäre. Sie ist abhängig von der Höhe der Eruptionswolke. Wenn diese bis in die Stratosphäre vordringt, ist allerdings die Verweildauer des Feinstaubes wesentlich verlängert. Auch sie enthält in der Regel kristalline Anteile photokatalytisch aktiver Substanz aus der Gruppe der Titandioxide, der Titanate, Silikate und der Eisen- und Phosphatminerale, die zumindest während ihrer kurzen Aufenthaltszeit in Atmosphäre und Ozeanoberfläche photokatalytisch aktiv Methanabbau (→ Abkühlung) und Kohlendioxidabbau (→ Abkühlung) durch die Phytoplankton-Massenzunahme befördern. Auch durch die dadurch ausgelöste Reaktionskette Planktonmassenzunahme → Anstieg der planktonstämmigen Dimethylsulfid-Produktionsrate → Anstieg des atmosphärischen Schwefelsäureaerosolgehalts → Anstieg der Wolkenbildung → Albedoanstieg geht ebenfalls Abkühlung aus. Die vorherrschenden Meinung, die im Gefolge der größeren Vulkanaktivitäten erfolgende kurzfristige in der Regel nicht wesentlich länger als 1 Jahr andauernde Abkühlung der Atmosphärentemperatur sei allein auf die aus dem emittierten Schwefelwasserstoff generierten Schwefelsäureaerosole und Staubteilchen verursachte Erhöhung der Albedo zurückzuführen, ist daher nicht richtig.
Insbesondere die Titan-, Silizium-, Phosphor- und Eisen-organischen Verbindungen für die Herstellung der Brennstoffe und Brennstoffzusätze können großtechnisch zu sehr günstigen Herstellungskosten erzeugt werden. Zudem sind Titan und Eisen keine Mangelelemente in der Erdkruste; sie gehören zu den häufigen Elementen: Der durchschnittliche Gehalt in der kontinentalen Erdkruste beträgt 42 g Eisen je kg Erdkruste und 5 g/kg Titan. Gemäß dem Statistischen Jahrbuch 1992 für die Bundesrepublik Deutschland lag 1990 beispielsweise die Produktion von Motoren-, Flugbenzin-, Flugturbinen- und Dieselkraftstoffverbrauch allein in den USA bei ca. 457.000.000 Tonnen. Unter der Annahme, daß etwa 1/5 dieser Menge für geeignete Zwecke eingesetzt wird (z. B. Flugverkehr, Schiffsantrieb) hätte bei einer mittleren Dotierungselementkonzentration von 10^-4 Teilen Dotierungselement je 1 Teil Kraftstoff etwa 10.000 t Dotierungselemente ausgebracht werden können.

Claims

1. Brennstoffe und Brennstoffzusätze, die bei der Verbrennung nützliche Mangelelemente und/oder Mangelstoffe abgeben und/oder ihre Bildung auslösen.

2. Das Ökosystem sichernde und verbessernde Brennstoffe und Brennstoffzusätze nach Anspruch 1, die bei der Verbrennung nützliche Mangelelemente und/oder Mangelstoffe in der Form von Aerosolen und/oder Gasen in die Atmosphäre abgeben, die mindestens eine der Eigenschaften a) bis c) besitzen, nämlich

a) Verbesserung der Atmosphäre durch Reduzierung von Treibhausgasen und Smog,

b) Einfache und ökonomische Steuerung des globalen CO₂-Spiegels,

c) Erhöhung der Fruchtbarkeit der Meere und Ozeane durch Stimulierung des Phytoplanktonwachstums.

3. Brennstoffe und Brennstoffzusätze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem oder mehreren nützlichen Elementen aus dem "Periodensystem der Elemente" und ihrer Verbindungen angereichert sind, z. B.

- daß sie Eisen und Titan in angereicherter Form enthalten,

- enthaltend außer den Elementen Titan und/oder Eisen Zusätze von einem oder mehreren der Elemente Mangan, Zink, Kupfer, Molybdän, Cobalt, Vanadium, Silicium, Zirkonium, Yttrium, Scandium, seltene Erdmetalle,

- enthaltend die Elemente Eisen und/oder Titan in molekularer Bindung,

- enthaltend die Elemente Eisen und/oder Titan in metallischer Bindung,

- enthaltend die Elemente Jod und/oder Selen.

4. Aerosole nach Anspruch 1 in hochverdünnter Partikelverteilung, die unmittelbar nach der Verbrennung der Brennstoffe und Brennstoffzusätze nach Anspruch 1 in die Atmosphäre emittiert worden sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie eines oder mehrere nützliche Elemente des "Periodensystems der Elemente" und ihrer Verbindungen enthalten, z. B.

- den Hydroxylradikalgehalt (atmosphärisches Oxidationsmittel) der Atmosphäre erhöhende Elementverbindungen,

- die Biomasseproduktion von Pflanzen und Ökosystemen, insbesondere von ozeanischen oder Meeres-Ökosystemen steigernde Elemente oder deren Verbindungen,

- die lokale, regionale oder globale Verbreitung von Mangelerkrankungen lindernde Mangelelemente,

- die lokale, regionale oder globale Verbreitung von Proteinmangelerkrankungen durch nachlassende Proteinproduktivität von Ökosystemen beseitigende Mangelelemente,

- die regionale oder globale Beschleunigung der Bildung methanreicher Sedimente bewirkende Mangelelemente,

- die Sorption von Mangelstoffen und/oder Schadstoffen bewirkende Aerosole.

5. Brennstoffe und Brennstoffzusätze nach Anspruch 1 enthaltend die Elementverbindungen in angereicherter Form in einem oder mehreren der Brennstoffe und Brennstoffzusätze Wasserstoff, Erdgas, Flüssiggas, Erdöl, Erdölraffinat, Pyrolyseöl, Öle aus nachwachsendem Rohstoff, Dieselöl, Kerosin, Leichtöl, Schweröl, Silikonöl, Ottokraftstoff, Methanol, Holz, Torf, Kohle, Papier, Kunststoff, Gummi, Müll, Kunststoffmüllfraktion und weiteren.

6. Verfahren zur Herstellung der aerosolförmigen Verbrennungsprodukte nach Anspruch 1, aus Brennstoffen und Brennstoffzusätzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens eine der Maßnahmen d) bis f) beinhaltet:

a) Erzeugung der erfindungsgemäßen Aerosole durch Verbrennung mindestens eines Brennstoffs nach Anspruch 1;

b) Unterlassung aller Maßnahmen, die die gegenseitige Berührung der erfindungsgemäßen Aerosolteilchen nach ihrer Bildung befördern oder verursachen;

c) Verteilung der die erfindungsgemäßen Aerosolteilchen enthaltenden Verbrennungsabgase unmittelbar nach der Verbrennung in der Atmosphäre.

7. Verfahren zum photolytischen Abbau des atmosphärischen Methangehaltes an den aerosolförmigen Verbrennungsprodukten aus Brennstoffe und Brennstoffzusätzen nach Anspruch 1.

8. Verfahren zum photolytischen Abbau der Smogemissionen an den aerosolförmigen Verbrennungsprodukten aus Brennstoffe und Brennstoffzusätzen nach Anspruch 1.

9. Verfahren zur photolytischen Reinigung von Abluft- oder Zuluftströmen an den aerosolförmigen Verbrennungsprodukten aus Brennstoffe und Brennstoffzusätzen nach Anspruch 1.

10. Verfahren zur Steigerung des Phytoplanktonwachstums mit den aerosolförmigen Verbrennungsprodukten aus Brennstoffe und Brennstoffzusätzen nach Anspruch 1.

11. Verfahren zur Steigerung der Produktivität des verwertbaren Proteins mit den aerosolförmigen Verbrennungsprodukten aus Brennstoffe und Brennstoffzusätzen nach Anspruch 1.

12. Verfahren zur Steigerung der Methanhydratbildung mit den aerosolförmigen Verbrennungsprodukten aus Brennstoffe und Brennstoffzusätzen nach Anspruch 1.

13. Verfahren zur Erhöhung der irdischen Albedo (irdische Rückstrahlung in den Raum) mit den aerosolförmigen Verbrennungsprodukten aus Brennstoffe und Brennstoffzusätzen nach Anspruch 1.

14. Sicherheitseinrichtung im Kernkraftwerk bestehend aus einer Vorrichtung zur Verbrennung der Brennstoffe und Brennstoffzusätze nach Anspruch 1.

15. Sicherheitseinrichtung im Kernkraftwerk nach Anspruch 14 bestehend aus einer Vorrichtung zur Verbrennung der Brennstoffe und Brennstoffzusätze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die damit erzeugten Verbrennungsprodukte nach Anspruch 1 mindestens einen oder mehrere der Stoffe und/oder Elemente Jod, Eisen, Kohlenstoff, Ruß, aerosolförmige Eisenoxide, gasförmige Jodverbindungen, sorbierte Jodverbindungen enthalten.