Metalloxide sind Materialien , zusammengesetzt aus Oxid - Anionen und Metallkationen . Das Zinndioxid , das Titandioxid und das Zinkoxid sind Beispiele.
Die meisten Metalle liegen in ihrem nativen Zustand ( Erz ) in oxidierter Form und häufig in Form von Oxiden (aber auch Hydroxiden, Sulfiden und Chloriden) vor. Oxide sind die „natürliche“ Form von Metallen, zu der sie „spontan“ zurückkehren ( Korrosion ).
Die Primärmetallurgie das Metallerz durch die Operation des Transformierens Reduktion .
Die erste Methode war die Pyrometallurgie , dh die Reduzierung durch Feuer: Die unvollständigen Verbrennungsgase fangen den Sauerstoff aus dem Oxid ein. Dies war der Fall für Kupfer Erz , dann für Eisen - Erz ( direkte Reduktion ). In einer normalen Atmosphäre, ist die Temperatur , erforderlich , um diese Oxide zur Reduktion von mehr als 3700 K .
Erz kann auch durch chemische Reaktion (Nassverfahren) und durch Verwendung von elektrischem Strom (insbesondere im Fall von Aluminium ) reduziert werden .
Die Suche nach alternativen Energien zu fossilen Brennstoffen oder zu durch Kernenergie erzeugtem Strom hat zu zahlreichen Versuchen geführt, Energie für Fahrzeuge aus Blöcken von Metallpulvern zu erzeugen, die mit Sauerstoff reagieren. Diese Forschung basiert auf den stark exothermen Reaktionen der Oxidationsreaktion dieser Metalle, die Oxide erzeugen, die recycelt werden müssen, um eine nachhaltige Nutzung in Betracht zu ziehen. Eine der am meisten erforschten Möglichkeiten ist die Nutzung von Sonnenenergie , um diese Reduzierungen zu bewirken. Ein Magnesiummotorprojekt aus dem Jahr 2007 , bei dem Energie verwendet wurde, die durch Oxidation und Reduktion von Magnesium in Wasser erzeugt wurde, wobei Wasserstoff erzeugt wurde, der sofort zur Erzeugung von Wasserdampf verwendet wurde, und Magnesiumoxidrückstände , ergab den gleichen Bedarf.
In einer Studie aus dem Jahr 2015 wurde die Menge der verbrauchten Metalle und der produzierten Oxide für die Reichweite eines Fahrzeugs über 800 Kilometer bewertet. Eisen wurde aufgrund seiner geringen Verbrennungsenthalpie (7,4 MJ / kg) und der großen Mengen an verbrauchtem Material und produziertem Oxid (207 kg und 296 kg ) als möglicher Brennstoff verworfen . Das Bor , das Magnesium , das Aluminium und das Silizium haben niedrigere Zahlen, jeweils 207 kg Bor für 207 kg B 2 O 3 , 62 kg Magnesium für 103 kg MgO 47 kg Aluminium für 207 kg Al 2 O 3 und 47 kg Silizium für 101 kg .
Die Ergebnisse der bereits zitierten Studie unter Verwendung eines Solarofens mit einer Konzentration von 2 kW bei niedrigen Drücken von bis zu 10 ^ -5 bar ermöglichten eine signifikante Verringerung der Reduktionstemperaturen, und die Ergebnisse wurden als ermutigend für Aluminium angesehen (mit Freisetzung von CO) und Magnesium.
Das 2007 angekündigte Projekt hätte die Reduzierung dank optischer Fasern ermöglicht, die über eine 2 m² oder 4 m² große Fresnel-Zelle, die an einen YAG-Kristall mit einer Leistung von 400 W gekoppelt ist, mit Sonnenenergie versorgt wurden. Die Strahlen wurden von der Laserfaser in eine Vakuumkammer auf dem Magnesium geschickt Oxidpartikel.