Was ist ein Hydrid?

Traditionelle Hydride sind einfache Verbindungen, bei denen Wasserstoff eine negative Ladung trägt.Sie enthalten oft ein oder mehrere positive Metallionen Mdash;Wie in zum Beispiel Lithium -Aluminiumhydrid (lialh ₄ ).Diese Substanzen sind Basen und leistungsstarke Reduktionsmittel, die gefährlich zu handhaben sind.Bei der Suche nach geeigneten Austausch für fossile Brennstoffe werden Metallhydride jedoch als wahrscheinliche Kandidaten angesehen.Dies kann insbesondere für Übergangsmetallhydride gelten.

Einige der häufigsten traditionellen Metallhydride sind diejenigen von Natrium, Kalzium und Nickel.Diese Substanzen werden jeweils als Hydride von Alkali-, Alkalinererde- und Übergangsmetallen kategorisiert.Für ein Alkali oder ein alkalisches Erdmetallhydrid ist die chemische Bindung am häufigsten der kovalenten, ionischen und gemischten ionischen Sorten.Nickelhydrid, das bei der Herstellung von Fahrzeugbatterien verwendet wird, wird durch Kombination der Elemente unter hohem Druck gebildet.Dieses metallische Hydrid weist eine andere Art der chemischen Bindung auf, von der angenommen wird, dass sie für den Wasserstoffspeicherprozess wesentlich ist.

Nickelhydrid ähnelt in gewissem Maße dem Hydrid seines Übergangsmetalls Palladium.Diese beiden Elemente vereinen sich mit Wasserstoff durch eine Vielzahl von metallischen Bindungen, die als interstitielle Bindung bezeichnet werden.Bei dieser Art von Bindung haben größere Atome kleinere Atome mdash;In diesem Fall Wasserstoff Mdash;zwischen ihnen eingefügt.Nicht die für Nickel benötigten strengen Bedingungen erfordert Palladium -Hydrid bildet sich bei Raumtemperatur und atmosphärischem Druck und speichert das 900 -fache seines Volumens in Wasserstoff.Obwohl Palladium unerschwinglich teuer ist, könnte es theoretisch verwendet werden und würde ein sichereres und effizienteres Mittel zum Tragen von Wasserstoff als Drucktanks aufweisen.

Palladiumatome sind fast 5,5 -mal so groß wie die von Wasserstoff.Nickelatome sind 4,6 -mal größer als Wasserstoff.Dies ist vergleichbar mit einem Verhältnis von 2,1 -fach für Eisen und Kohlenstoff, die sich interstitisch zu Kohlenstoffstahl verbinden.Unabhängig davon, ob das Verhältnis von Atomgrößen in Bezug auf die Leichtigkeit der diffusiven Insertion das Verhältnis von Diffusionsdelikten betrifft, zeigt diese Korrelation der Bindung mit dem von Kohlenstoffstahl sowohl Nickel- als auch Palladiumhydride an, Legierungen.met mdash;Ein Beispiel hierfür ist bei der Kraftstoffspeicherung zu sehen.Zum einen, da Wasserstoffgas in ein Metall diffundiert wird, baut es schnell eine Rückendruck auf, die die weitere Diffusion verlangsamt.Das Dotieren des Primärmetalls mit einem anderen metallischen Element kann diese Tendenz verringern.Ein weiteres Problem ist, dass sich das Hydrid -Metall -Substrat mit jedem wiederholten Zyklus ausdehnt und Verträge.Substratstücke können zu kleineren Partikeln zerlegt und feiner Funen erzeugen, die zu einer Schwierigkeitsquelle werden, sofern nicht herausgefiltert wird.Schließlich müssen Hydride die Konkurrenten übertreffen, einschließlich möglicherweise verflüssige Wasserstoff- und flüssige Borhydrogenkomplexe.