Cos'è un idruro?

Gli idruri tradizionali sono composti semplici in cui l'idrogeno porta una carica negativa.Spesso contengono uno o più ioni metallici positivi e mdash;come in, ad esempio, idruro di alluminio al litio (LIALH ₄ ).Queste sostanze sono basi e sono potenti agenti riducenti che possono essere pericolosi da gestire.Tuttavia, nella ricerca di sostituti adeguati per i combustibili fossili, gli idruri di metallo sono considerati candidati probabili.Ciò può essere particolarmente vero per gli idruri di metallo di transizione.

Alcuni dei più comuni idruri tradizionali in metallo sono quelli di sodio, calcio e nichel.Queste sostanze sono classificate rispettivamente come gli idruri di alcali, terra alcalina e metalli di transizione.Per un idruro alcalino o un idruro di metallo alcalino, il legame chimico è più comunemente delle varietà ioniche covalenti, ioniche e miste.L'idruro di nichel, utilizzato nella produzione di batterie veicolari, si forma attraverso la combinazione degli elementi ad alta pressione.Questo idruro metallico mostra un diverso tipo di legame chimico, che si ritiene sia essenziale per il processo di accumulo dell'idrogeno.

L'idruro di nichel ricorda in una certa misura l'idruro del suo altro metallo di transizione, palladio.Questi due elementi si uniscono con idrogeno attraverso una varietà di legame metallico chiamato legame interstiziale.In questo tipo di legame, gli atomi più grandi hanno atomi più piccoli e mdash;In questo caso idrogeno e mdash;inserito tra loro.Non richiede le condizioni rigorose necessarie per il nichel, l'idruro di palladio si forma a temperatura ambiente e pressione atmosferica, conservando fino a 900 volte il suo volume in idrogeno.Sebbene il palladio sia proibitivamente costoso, potrebbe essere teoricamente usato e presenterebbe un mezzo più sicuro ed efficiente per trasportare idrogeno veicolare rispetto ai serbatoi di gas pressurizzati. Gli atomi di palladio sono quasi 5,5 volte più grandi di quelli dell'idrogeno.Gli atomi di nichel sono 4,6 volte più grandi dell'idrogeno.Ciò si confronta con un rapporto di 2,1 volte per ferro e carbonio, che si legano interstizialmente per formare acciaio al carbonio.Qualunque relazione il rapporto di dimensione atomica comporta la facilità di inserimento diffusivo, questa correlazione nel legame con quella dell'acciaio al carbonio indica che sia il nichel che gli idruri di palladio sono leghe di una sorta.

Se gli idruri devono essere considerati contendenti seri per l'uso, alcune sfide devono essereMet mdash;Un esempio di questo può essere visto nella conservazione del carburante.Per uno, poiché l'idrogeno si diffonde in un metallo, crea rapidamente una back-pressione che rallenta l'ulteriore diffusione.Il doping del metallo primario con un altro elemento metallico può ridurre questa tendenza.Un altro problema è che con ogni ciclo ripetuto, il substrato di metallo idruro si espande e si contrae.I pezzi del substrato possono rompersi in particelle più piccole, producendo multe che diventano una fonte di difficoltà se non filtrate.Infine, gli idruri devono superare i contendenti, che includono complessi di idrogeno e idrogeno liquido eventualmente liquidi.