[특허]Water-activated chemical heater with suppressed hydrogen

The United States of America as represented by the Secretary of the Army (Washington DC 06)

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Water-activated chemical heater with suppressed hydrogen

특허상세정보
국가/구분	United States(US) Patent 등록
국제특허분류(IPC7판)	F24J-001/00
미국특허분류(USC)	126/26301 ; 126/26309 ; 126/246 ; 126/26308
출원번호	US-0263287 (1994-06-21)
발명자 / 주소	Taub Irwin A. (Framingham MA) Kustin Kenneth (Cambridge MA)
출원인 / 주소	The United States of America as represented by the Secretary of the Army (Washington DC 06)
인용정보	피인용 횟수 : 26 인용 특허 : 0

초록
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Flameless chemical heaters based on the iron-promoted magnesium-water reaction (Mg+H2O→Mg(OH)2+H2) are reliable and potentially useful. The major limitation to their widespread application is the cogeneration of flammable dihydrogen gas in this reaction. The invention is a new chemical composition that removes this drawback by producing a controlled surge of heat without the release of large quantities of dangerous dihydrogen gas. The release of H2 gas is avoided by completely or almost completely suppressing H2 creation rather than by removing H2 after it is created. The reagents that suppress dihydrogen gas generation react with and remove (i.e., scavenge) precursors of H2 such as aquated electrons and H-atoms. The overall heat-generating reactions of the invention, for example, Mg+CuCl2→Mg2++2Cl-+Cu0 release more heat per unit weight of magnesium than the Mg-H2O reaction; in this case, approximately 70% more heat. Flameless chemical heaters using iron-promoted magnesium with various scavengers of H2 precursors can be formulated for diverse and safe applications, especially where numerous rations or medical supplies are to be heated in confined spaces such as cockpits, tents, and underwater shelters, without concern for explosion or fire.

대표
청구항
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A chemical combination that generates heat for heating small portions of matter, such as water or some consumable rations, without the simultaneous production of dihydrogen gas and that contains metallic reductant, promoters, catalysts, a scavenger of dihydrogen precursors, and water both as a reactant and as medium for the reaction, the combination comprising; metallic or metal-like reductants with sufficiently high reduction potentials to reduce water; promoters with the capacity to promote the reaction of said reductants and make them kinetically favorable; catalysts with the capacity to channelize or remove the reaction byproduct coating the metallic reductant and blocking the penetration of water to the reactive metal surface; scavengers of either electrons or hydrogen-atoms, or both, that are highly reactive to said precursors of dihydrogen, and, in the case of organic scavenger compounds with reactive groups that have high electron affinity, that are sufficiently miscible or soluble in water to reach concentrations high enough to compete kinetically with the pathways for reactions of the precursors that lead to dihydrogen, such scavengers further being characterized by high rate constants for reaction with unsolvated and solvated electrons and with H-atoms; and water and water solutions for stabilizing the electrons from the reductants, to serve as the source of hydrogen atoms, and to serve as the medium for transporting the dissolved solutes to the interface with the metal near where the scavenging primarily occurs.

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