新型燃料替代木炭——能源革新的创新之路

木炭是黑火药的重要组分，由天然木材制成，因此木炭性能由原木决定，不同材质木炭制成的黑火药的性能也不同。一些学者曾尝试用合成材料取代黑火药中的木炭，研究结论的要点如下：

（1）ERDL的Pune研究了一系列的化合物，如1，3，6，8-四硝基咔唑（TNC）、2，2′，4，4′-四硝基草酰替苯胺（TNO）、3，3′，5，5′-四硝基偶氮苯甲酸（白色化合物）、四硝基二苯二硫化物（TNDPDS）、六硝基二苯胺（HNDPA）、硝基茚聚合物等，来替代黑火药中的木炭，他们将这些化合物与KNO3和Ba（NO3）2联用制造延期药，并研究了这些化合物的物理性能、化学性能、热性能和爆炸性能，评估了由它们制成的延期药的燃速、吸湿率、撞击感度、摩擦感度和电火花感度。研究数据的结论是，TNC、TNO能满足延期药全部要求，可作为燃料，与KNO3和Ba（NO3）2等氧化剂制备延期药。该项研究还发现：①TNO/Ba（NO3）2配方的吸湿率大于TNO/KNO3配方；②以KNO3为氧化剂的配方的燃速快于以Ba（NO3）2为氧化剂的配方，这是由于KNO3和Ba（NO3）2的熔点不同；③TNO/KNO3（45/55）配方的燃速最快。ERDL已研发出许多种燃烧平稳的专用延期药配方，这些延期药在各种气候条件下具有优异的贮存性能。

（2）Wise等人研究了大量的有机化合物晶体，如多环芳香族化合物、多酚、二元酸、酞盐和酚酞等，来替代烟火药中的木炭。为了探求黑火药燃烧所需木炭的化学功能，他们用这些化合物替代黑火药中的木炭进行了研究。结果表明，由不含氧的多环芳香族化合物制成的黑火药不能维持燃烧，而由多酚、二元酸、酞盐和酚酞制成的黑火药能维持燃烧，且有些配方的燃速甚至快于由木炭制成的黑火药。在不同的氮气压力下进一步研究不同黑火药配方的燃速，发现一种含酚酞的黑火药很有可能替代含木炭的黑火药，这种配方的燃速和详细的燃烧特征类似于含木炭的黑火药。(www.xing528.com)

最近，德国科研人员改良了一种黑火药，这种黑火药由KNO3、Na2CO3或NaHCO3及S组成。这种黑火药的撞击感度和摩擦感度较低，并且不能被电火花点燃。该专利发明人还宣称，与原始黑火药相反，该改性黑火药不吸湿，它适于用作烟火药和岩石爆破炸药。但是，在应用前需要对其在各种气候条件下的贮存性能进行详尽的测试和评估。