SILANAT

1. anorganischer Si3N4-basierter Kraftstoff

Prolog:

©SILANAT ist ein neuer Energieträger auf Basis von Silizium (aus Sand) und Stickstoff (aus der Luft). Als erster anorganischer Treibstoff der Welt verbrennt ©SILANAT ad absolutum CO2-frei und hinterlässt keine Giftstoffe. Mit anderen Worten: ©SILANAT reagiert thermisch mit Luft (≈ 20 % Sauerstoff und ≈ 80 % Stickstoff) ohne CO2 und weitere Schadstoffe zu erzeugen. Die ©SILANAT-Abgase bestehen sodann aus Wasser, Siliciumnitrid und Nitraten – sämtlich atoxisch und rückstandsfrei. Wie ist das möglich? Weil es eine logische Konsequenz der Tatsache ist, dass fossile Brennstoffe auf Kohlenwasserstoff (CmHn) beruhen, während ©SILANAT aus Siliciumwasserstoff (SinH2n+2) besteht. Dies ist insofern besonders wichtig, als sämtliche heute eingesetzten Kolbenverbrennungsmotoren und / oder Düsentriebwerke durch CO2-Emissionen den zu fast 80 % in der Atmosphäre vorhandenen Stickstoff aufheizen und vornehmlich deshalb die globale Erwärmung verursachen. Ein naturgesetzmäßiges Faktum, dessen Verursachung die allg. Literatur auffallend verschweigt. ©SILANAT hingegen kühlt diese riesigen Mengen an aufgeheiztem Luftstickstoff durch Stickstoffverbrennung ab, was gleichzeitig dessen Wirkungsgrad essenziell erhöht. Ergo wird mit ©SILANAT der größte Teil der Verbrennungsenergie nicht als klima-/umweltschädliche Wärmeenergie an die Atmosphäre abgegeben bzw. verloren, sondern zur eigentlichen Motorisierung genutzt, woraus sich ein Wirkungsgrad von >90 % ergibt (im Vergleich zu fossilen Brennstoffen mit ≈ 30%). Man ziehe den gleichwohl etwas hinkenden Vergleich: LED versus brennend heiße Glühbirne!

Kurzvorschau

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Art. 1

Was ist Si3N4?

Die 3 Siliziumatome (grün) haben jeweils 4 freie Valenzen, dargestellt durch (schwarze) Bindungsarme. Jedes der 4 fünfwertigen Stickstoffatome (rötlich) hat 3 Bindungsarme zum Silicium-Atom und 1 freies Elektronenpaar (kleine rote Doppelpunkte). Real besteht Si3N4 aus 4 ∙ 3 Stickstoff-Silizium-Bindungen und 3 ∙ 4 Silizium-Stickstoff-Bindungen, also aus insgesamt 24 Valenzelektronen plus 8 (4 ∙ 2) tetraedrisch angeordnete Elektronen auf der Außenseite. Si3N4 erfüllt damit die Kriterien von Edelgasen, wie z. B. Neon, Argon, Krypton, Xenon...

Da ferner jede Moleküleinheit alle ihre 4 nach außen gerichteten Elektronenpaare auch im festen Aggregatzustand beibehält, spricht man hier von "versteinertem Edelgas". Hieraus folgt, dass Si3N4 als ganz und gar ungiftig gilt. Darüber hinaus ist anzumerken, dass die Tatsache, dass in diesem Molekül auf 4 Stickstoffatome 3 Siliziumatome kommen (Si3N4 besteht also aus insges. 7 Atomen), darauf schließen lässt, dass es sich aufgrund dieser „primzahlbasierten“ Anordnung um eine Art Implosionssprengstoff handelt. Mit dieser Erkenntnis ist es möglich, Silane in Form eines flüssig-anorganischen Brennstoffs mit aufgestauter Heißluft zu verbrennen. D.h. der ≈ 20%ige Sauerstoff in der Luft kann so ausschließlich zu Siliciumoxid verbrannt werden, während der ≈ 80%ige Stickstoff in der Luft die überschüssigen Silizium-atome zu Si3N4 verbrennt.

Art. 2

Was ist ©SILANAT?

Die Einführung von ©SILANAT als neues Antriebs- & Kraftstoffsystem bedeutet zunächst einmal, dass der hierfür benötigte Rohstoff durch ein ganz neues chemisches Verfahren wesentlich günstiger ist als bei der Herstellung herkömmlicher Kraftstoffe. Gleichzeitig werden Umwelt und Klima bei diesem Verfahren erheblich entlastet. Die Basisrohstoffe sind Sand und Stickstoff. Aus ihnen wird zunächst ein Öl-Teer-Gemisch hergestellt, das anschließend in Kohlenstoff und Wasserstoff aufgespalten wird, während die Sande in gasförmiges Siliziumfluorid umgewandelt werden. Letzteres wiederum wird mit Hilfe von Aluminiumgranulat (ebenfalls thermisch) in kristallines Silizium umgewandelt.

Das auf diese Weise gewonnene Silizium ist selbst nach modernsten Maßstäben äußerst preiswert und dazu von höchster Qualität. Das "zwischen-produzierte" Öl-Teer-Gemisch ist selbst ein fester Kohlenwasserstoff, der bei großer Hitze Wasserstoff freisetzt. Dieser wiederum regelt die Pyrolyse. Das dabei entstehende Überschussgas wird in Drehstrom umgewandelt oder in Erdgasnetze eingespeist, was im Wege der ©SILANAT-Produktion auch generell eine ganz neue und v.a. sehr klimafreundliche Energiequelle erschließt.

Nicht zuletzt bildet das dem Kohlenstoff ähnliche chemische Element Silizium überhaupt kein gasförmiges Dioxid, da es mit dem Stickstoff in der Luft zu Siliziumstickstoff (Si3N4) verbrennt. Ferner entstehen bei dieser Art Verbrennung keine anderen heißen Gase als reiner Wasserdampf. Der Wirkungsgrad von ©SILANAT liegt sohin bei über 90 %. Dies ist u.a. darauf zurückzuführen, dass die Atmosphäre während des Verbrennungsprozesses gar nicht erwärmt wird. Im Vergleich dazu liegt der Wirkungsgrad bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen wie Erdgas, Kohle, Öl usw. zwischen 10 und 30 %. Dieser geringere Wirkungsgrad ist zum einen der Tatsache geschuldet, dass kohlenstoffhaltige Verbindungen mit Luftsauerstoff reagieren und das dabei entstehende heiße CO2 auch den Stickstoff als den größten Teil der Erdatmosphäre aufheizt. Zum anderen ist dieser umweltverseuchende sowie klima- und gesundheitsbelastende, sehr niedrige Wirkungsgrad damit begründet ist, dass die hier verwendete Energieberechnungsformel falsche Formelvariablen enthält (wie in der Gesamtschau aufgezeigt). In jedem Fall erfordert die Verbrennung mit fossilen Brennstoffen immer einen Schornstein oder ein Abgassystem, was die Erdatmosphäre unnötig aufheizt. Dies zu beheben, gibt es nun ©SILANAT, das keinen Kohlenstoff enthält, zumal es ausschließlich mit dem Stickstoff der Luft reagiert... Weitere Vorteile:

Größere Heizungsanlagen für Hochhäuser oder andere Gebäude

Ersatz von Kernkraftwerken zur Stromerzeugung

Einsatz in der Luft- und Raumfahrt

Einsatz in der Schifffahrt und im Schienenverkehr

Entwicklung neuer Motoren für die Automobilindustrie

Art. 3

Grundsätzliches

Vorweg gilt: Die meisten Kraftstoffe unseres modernen Industriezeitalters basieren auf der Verbrennung von Sauerstoff. Häufigstes „Abfallgas“ dabei ist schließlich verbrannter Kohlenstoff (CO2). Ob letzteres tatsächlich als maßgeblicher Klimakiller gilt oder eher als atmosphärische Mangelressource zu gewichten sei, da Kohlenstoff mitunter wichtigster Baustoff für die ohnehin schon im Absterben befindliche (verhungernde) Vegetation ist, lasse ich dahingestellt, sintemal derlei Beurteilung nicht Zweck dieses kurzen Essays ist. Sauerstoff an sich ist das meistvorhandene Element auf Erden, wiewohl nur zu ≈ 20 % in der Erdatmosphäre vertreten (CO2 zu ≈ 0,04 %). Stickstoff hingegen tritt vorwiegend gasförmig auf und macht nahezu 80 % unserer Atmosphäre aus. Kommen wir schließlich zu Silicium, dem zweithäufigsten Element der Welt. Sohin darf i.S. ©SILANAT das Folgende vorweggenommen werden: Nachdem es hier um einen neuen, verbrennbaren Kraftstoff geht, ist dessen gasförmige Ressource entscheidend. Und da Silicium neben Sauerstoff den größten Anteil an der Erdkruste ausmacht (≈ 25 %), ist es als Basisrohstoff zusamt dem Verbrennungsgehilfen Stickstoff (≈ 80 % der Erdatmosphäre) kaum besser als neuartiger, klimafreundlicher Kraftstoff geeignet.

Art. 4

Detailabriss

Vor allem aber besitzt Silicium –im Gegensatz zu Kohlenstoff– die besondere Eigenschaft, eine höchstbeständige Nitridverbindung einzugehen, was im Fall der Siliciumtetranitird-Verbindung (Si3N4) durch Einwirkung molekularen Stickstoffs auf Siliciumpulver möglich ist. Die hierzu benötigte Temperatur beträgt unter Vorbehalt der ansonsten korrekt angewandten Parameter ca. 90 ° C. Normalerweise sind für eine solche Verbindung unter Einwirkung von N bis zu 3.000 ° C vonnöten, was dann allerdings auch zu bombenartigen Explosionen führen kann. Bereits im Verlauf dieser Niedrigtemperatur-Herstellung liegt ein weitreichendes USP für unseren neuartigen Kraftstoff. Zur Herstellung von Si3N4 kann – vorschlagsweise – Wüstensand (SiO2) als Rohstoffquelle dienen, um dann im ersten und einfachsten Schritt hieraus reines Silicium zu gewinnen. (Vgl. hierzu die vorliegenden Patentschriften).

Art. 5

Herstellungshinweis

Aus diesem Reinsilicium werden nun (unter wiederholter modifizierter Müller-Rochow-Synthese mit Silylchloriden) höhere Silane hergestellt, wobei jene Silylchloride entweder Silikonchemieabfälle sein können, oder aus Mono- und/oder Disilan zu gewinnen wären. Die so beigebrachten höheren Silane werden in Folge – energiefreisetzend – mit Luft zu Wasser und Siliciumnitrid (Si3N4) verbrannt. Das Siliciumnitrid wird hierbei unter Bildung von Silicaten in Ammoniak (NH3) umgewandelt, um im weiteren Verbrennungsverlauf in Stickstoff + Wasser aufgespalten zu werden, was so den Stickstoffkreislauf schließt. Silicium (Si) steht im Periodensystem der chemischen Elemente gleich unter Kohlenstoff (C) und ähnelt letzterem infolgedessen sehr. Die Wasserstoffverbindungen des Siliciums weisen jedoch einige Unterschiede zu den Kohlenwasserstoffen auf. So sei vornehmlich bedacht, dass Di-/Tri-/Tetrasilan an Luft selbstentzündlich sind. Umso wichtiger ist der Einsatz von höheren Silanen wie beispielsweise Penta- / Dekasilan, deren Herstellbarkeit nachweislich bereits 1968 an einer Kölner Universität gelang. Das Entscheidende dabei ist, dass höhere Silane mit zunehmender Kettenlänge immerzu stabiler werden, sodass vorschlagsweise Heptasilan –ab Zimmertemperatur– nicht mehr selbstentzündlich ist, womit höhere Silane deutlich handhabungssicherer, „untoxischer“ und v.a. –so gut wie– dieselidentisch sind.

Art. 6

Naturanschauung

Als abschließender Hinweis zur Herstellbarkeit und Einsetzbarkeit von ©SILANAT sei folg. Vergleich aus der Natur gegeben. Einem Phänomen, das jeder kennt: Die Luft ist stickig und der Himmel gespenstisch. Dunkle Wolkengeschwader ballen sich über uns – Stille! Erste Regentropfen. Donner. Die Schlacht beginnt. Gleißende, Milliarden-Volt-schwere Blitzentladungen verwandeln die Atmosphäre in ehrfurchtgebietendes Höllenspektakel. Dies geschieht jährlich mehrmals. Gott sei Dank. Denn ohne dieserart Gewitter wäre auf Erden kein Leben möglich. Grund: die Pflanzen benötigen zur Ausbildung ihrer (19 +1) Aminosäuren fortwährend Nitratdüngung. Den nötigen Stickstoff dazu beziehen sie aus der Luft, da im Erdreich sonst keine Nitrate vorkommen. Daher das Erfordernis der Blitze:

Der in der Atmosphäre gebundene Stickstoff öffnet bei hinreichend Reibungselektronen seine Dreifachbindung und reagiert (unter Zuhilfenahme der Blitzenergie) mit Sauerstoff zu Stickoxiden. Der Gewitterregen wäscht die dabei entstehende Salpetersäure aus und befördert so die Stickstoffverbindungen ins Erdreich. Somit werden die Pflanzen regulär mit Stickstoff versorgt und können dadurch überhaupt erst Aminosäuren produzieren. Dieses Naturwunder ist allerdings nur möglich, weil die einzigartige Dreifachbindung des Stickstoffmoleküls gegenüber allen anderen chemischen Einflüssen stabil bleibt. Es muss dazu gesagt werden, dass es insgesamt nur 3 Elemente gibt, welche Einfach-, Zweifach- und Dreifachbindungen einzugehen vermögen: Sauerstoff, Kohlenstoff, Stickstoff. Dies in Bezug auf Silicium, kann letzteres mit Stickstoff nur einfach reagieren, da Silicium ja selbst keine Dreifachbindung eingehen kann. Folglich gilt: Silicium brennt mit Stickstoff! Gott sei Dank, gibt es in der Atmosphäre kein Silicium, da die Welt bei Gewitter sonst „in die Luft“ fliegen würde. Die unverstellbaren Blitzentladungen sind sohin das Ergebnis einer ansonsten nicht möglichen Öffnung jener einzigartigen, stabilen Dreifachbindung des Stickstoffs in der Luft. Die Kräfte hinter diesem Ereignis sind so gewaltig, dass es bis heute nicht möglich ist, sie realiter zu messen oder gar zu nutzen. Bereits anhand dieser Energiefreisetzung lässt sich erahnen, welch ungeheure Kraft sich im Stickstoff ballt.

Art. 7

Schlussfolgerung

Siliciumwasserstoffe in Gestalt von Silanöl reagieren mit Luft in der Brennkammer eines ©SILANAT-betriebenen Motors, wodurch zunächst erhöhte Temperaturen entstehen. So reagiert dann der Stickstoff der hereinströmenden Luft (zu ≈ 80 % in Luft enthalten) mit Silicium der Siliciumwasserstoffe, was zur Bildung von Silicium(tetra)nitrid (Si3N4) führt. Der Rest wird dann in Wasser + Ammoniak aufgespalten, wobei ersteres von letzterem, ähnlich dem Gewitterregen, ins Erdreich befördert wird, wo die Pflanzen ja immerzu auf Nitrate zur Bildung ihrer (19 + 1) Aminosäuren warten. Eine erst- und einmalige Winwin-Situation für Energiegewinnung und Umweltunterstützung zugleich! Was schließlich das Siliciumnitird betrifft, so ist dieses ein hierbei „versteinertes Edelgas“, dessen Härtegrad näherungsweise dem eines Diamanten entspricht. Der industrielle Nutzen dieses Abfalls liegt auf der Hand. Fazit: ©SILANAT hat drei USPs:

Optimale Energiewertschöpfung;
Umweltentlastung und Umwelthilfe;
Nebenprodukt für Industrie als Diamantenersatz.

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