Manche mögen´s heiß

Es herrscht allgemeiner Konsens darüber, dass Feuer heiß ist – wobei dieser Begriff recht dehnbar ist. Aber wie heiß kann den ein „echtes“ Feuer tatsächlich werden? Mit „echt“ meine ich übrigens einen chemischen Verbrennungsvorgang. Kernbrennstoffe werden umgangssprachlich auch „verbrannt“, allerdings sind hier etwas andere Kräfte am Werk. Und die haben es in sich: Das Explosionszentrum einer Wasserstoffbombe erreicht eine Temperatur von 100 Millionen Grad Celsius. Zum Vergleich: Die maximale Flammentemperatur von Ethanol, der an der Luft verbrannt wird, beträgt 1920° C. Dieser Wert lässt sich allerdings deutlich steigern, indem man Luft durch flüssigen Sauerstoff ersetzt. Das Ergebnis ist ein Raketentreibstoff, welcher eine adiabatische (sprich ohne Wärmeverlust durch die Umgebung) Flammentemperatur von über 3300 Kelvin. Erreicht (das wären mehr als 3026° C). Interessanterweise wird in entsprechenden Raketenmotoren nicht 100 % sondern „nur“ 75 %iger Ethanol eingesetzt. Die Temperaturobergrenze für eine Reaktion zwischen reinem Sauerstoff und einem Partner scheint bei 4990° C zu liegen. Dieser Partner ist interessanterweise kein Metall (welche für ihre hohen Verbrennungstemperaturen berüchtigt sind), sondern Dicyanoacetylen. Damit hätten wir also den heißesten Brennstoff gefunden. Optimieren wir also das Oxidationsmittel. Eine mögliche Steigerungsstufe wäre es gewöhnlichen Sauerstoff (O₂) durch Ozon (O₃) zu ersetzen. Die Autoren dieser interessanten Publikation haben genau das gemacht und das Ergebnis kann sich sehen lassen: 6100 K (5826° C). Interessanterweise gibt es real existierende Chemikalien, die diesen Rekord noch brechen könnten. Sauerstoff ist lediglich das zweitstärkste Oxidationsmittel unter den Elementen. Eine Mischung aus Fluor (F₂) und Dicyanoacetylen sollte theoretisch eine noch heißere Flamme generieren. Und so wie man O₂ durch O₃, könnte man F₂ durch Stoffe wie ClF₅ (mehr F, mehr „fun“) oder O₂F₂ ersetzen. Verständlicherweise scheint noch niemand Dicyanoacetylen mit Fluorierungsmitteln reagiert zu lassen haben (geht das überhaupt kontrolliert?). Wie sieht es aber mit hypothetischen Chemikalien aus? Ein heißer Kandidat ist metallischer Wasserstoff. Ein entsprechender Raketenmotor könnte es auf eine Brennkammertemperatur von > 7000 K schaffen. Streng genommen handelt es sich dabei allerding um keine Verbrennung. Der Wasserstoff wandelt sich lediglich von der metallischen in die gasförmige Form um. Man könnte sogar darüber streiten, ob dies tatsächlich ein chemischer, oder eher ein physikalischer Vorgang wäre. Vielleicht bräuchte es also doch ein paar furchtlose Fluorchemiker, um den Hitzerekord für Feuer zu brechen.