Физико-химический анализ свойств системы алюминий – вода – кислород В.Н.Данилин Кубанский государственный технологический университет Система алюминий – вода вызывает интерес исследователей в связи с возможностью получения водорода. Из получаемого при этом гидроксида алюминия может быть электролизом восстановлен алюминий. Осуществляется обратимый цикл получения водорода. Реализации этого способа получения водорода посвящен патент РФ /1/. В соответствии с этим патентом из мелкодисперсного алюминия размером частиц не более 20 мкм готовят суспензию порошкообразного алюминия в воде при соотношении Al: H2O=1:4-16 вес.ч., которую непрерывно подают в реактор высокого давления, где суспензию порошкообразного алюминия распыляют при диаметре капель не более 100 мкм в воду при температуре 220-900 0 С и давлении 20-40 мПа, при соотношении суспензии к воде 1:50-100 вес. ч., после выхода из реактора высокого давления парогаз подают в конденсатор и из него выводят водород, а гидроксид алюминия или оксид алюминия – в отстойник для суспензии. Получаемый при этом водород может быть использован для получения тепла или на автотранспорте. При использовании на автотранспорте возможно сжигание водорода в двигателе внутреннего сгорания или в топливном элементе. Процесс взаимодействия в системе алюминий – вода – кислород в этом случае двухстадиен. Возможно одностадийное взаимодействие в случае получения тепла, как это предложено в изобретении /2/. Согласно этого изобретения в емкость высотой 7 – 15 см послойно засыпают три порции порошков, например, толщиной слоев (0,4-0,6), (0,25 – 015), (0,35 – 0,25), затем последовательно засыпают первый нижний слой песком на (0,4 – 0,6) высоты емкости, доливают холодную до полного смачивания первого слоя песка, засыпают второй слой сухого песка до (0,65 – 85) высоты емкости, а далее на сухой песок засыпают металлизированный порошкообразный состав долговременного контактного нагрева, например, на основе порошков магния, алюминия и их сплавыов; при этом массовое соотношение воды в нижнем слое к металлизированному составу в 1,1 – 1,25 раза больше стехиометрического соотношения. Закончив засыпку слоев их поджигают термоспичкой. В качестве автокаталитического топлива долговременного контактного нагрева в полевых условиях применяют состав при следующем соотношении компонентов, мас. %: магний – 78 – 80; нитрат калия – 1,0 – 6,0; индустриальное масло – 0,5 - 1,5; алюминий – остальное. В качестве алюминийсодержащего горючего используется также алюминий-магниевый сплав при следующих соотношении компонентов: магния – 40 – 56; алюминиево-магниевый сплав – 37,5 – 57,5 нитрат калия –1,0 – 6,0; (натрия, стронция), индустриальное масло – 0,5 – 1,5. Изложенный выше способ применим только для долговременного обогрева в полевых условиях. Для автотранспорта применим в настоящее время только способ, например, по патенту /1/. Упрощение способа получения механической энергии для автотранспорта возможно за счет одностадийного взаимодействия алюминия с водой и кислородом. Получение механической энергии путем одностадийного сжигания порошкообразного алюминия парами воды в присутствии газообразного кислорода воздуха происходит по реакции: 4Al + 6H2O +3O2 = 4Al(OH)3 Для ускорения этой реакции необходимо добавлять в алюминий разрыхлители защитной пленки алюминия состоящей из оксида алюминия, что облегчает ее удаление с поверхности алюминия, а в парах воды ускорители реакции. Литература 1. Патент РФ № 2223221. 2. Изобретение МПК С01В3,10 № 92008303