Vad är en hydrid?

Traditionella hydrider är enkla föreningar där väte har en negativ laddning.De innehåller ofta en eller flera positiva, metalljoner mdash;som i till exempel litiumaluminiumhydrid (lialh ₄ ).Dessa ämnen är baser och är kraftfulla reducerande medel som kan vara farliga att hantera.I sökandet efter lämpliga ersättare för fossila bränslen anses dock metallhydrider troliga kandidater.Detta kan vara särskilt sant för övergångsmetallhydrider.

Några av de vanligaste traditionella metallhydrider är natrium, kalcium och nickel.Dessa ämnen kategoriseras respektive som hydrider av alkali-, alkaliska jord- och övergångsmetaller.För en alkali eller en alkalisk jordmetallhydrid är kemisk bindning oftast av de kovalenta, joniska och blandade joniska sorterna.Nickelhydrid, som används vid tillverkning av fordonsbatterier, bildas genom att kombinera elementen under högt tryck.Denna metalliska hydrid uppvisar en annan typ av kemisk bindning, som tros vara väsentlig för vätelagringsprocessen.

Nickelhydrid liknar i viss utsträckning hydriden för dess medövergångsmetall, palladium.Dessa två element förenas med väte genom en mängd metallbindning som kallas interstitiell bindning.I denna typ av bindning har större atomer mindre atomer mdash;I detta fall väte och mdash;införs mellan dem.Inte kräver de stränga förhållanden som behövs för nickel, palladiumhydrid bildas vid rumstemperatur och atmosfärstryck, lagring upp till 900 gånger sin volym i väte.Även om palladium är oöverkomligt dyrt, kan det teoretiskt användas och skulle presentera ett säkrare och effektivare sätt att bära fordonsväte än trycksatt tankar av gas.

Palladiumatomer är nästan 5,5 gånger så stora som väte.Nickelatomer är 4,6 gånger större än väte.Detta jämförs med ett förhållande på 2,1 gånger för järn och kol, som binds interstitiellt för att bilda kolstål.Oavsett vilket förhållande som atomstorleksförhållandet bär till den enkla diffusiva insättningen, denna korrelation i bindning till den hos kolstål indikerar både nickel- och palladiumhydrider är legeringar av slags.

Om hydrider ska betraktas som allvarliga utmanare för användning, måste vissa utmaningar varaMet mdash;Ett exempel på detta kan ses i bränslelagring.För en, när vätgas sprids till en metall, bygger den snabbt upp ett ryggtryck som bromsar den ytterligare diffusionen.Att dopning av den primära metallen med ett annat metalliskt element kan minska denna tendens.Ett annat problem är att med varje upprepad cykel expanderar hydridmetallsubstratet och kontrakt.Substratstycken kan brytas ned i mindre partiklar och producera böter som blir en svårighetskälla såvida det inte filtreras bort.Slutligen måste hydrider utföra utmanarna, som inkluderar eventuellt flytande väte och flytande bor-vätekomplex.