¿Qué es un hidruro?

Los hidruros tradicionales son compuestos simples en los que el hidrógeno lleva una carga negativa. A menudo contienen uno o más iones metálicos positivos, como en, por ejemplo, hidruro de aluminio de litio (Lialh ₄ ). Estas sustancias son bases y son poderosos agentes reductores que pueden ser peligrosos de manejar. Sin embargo, en la búsqueda de reemplazos adecuados para combustibles fósiles, los hidruros metálicos se consideran probables candidatos. Esto puede ser particularmente cierto para los hidruros de metales de transición.

Algunos de los hidruros de metal tradicionales más comunes son los de sodio, calcio y níquel. Estas sustancias se clasifican respectivamente como los hidruros de álcali, tierra alcalina y metales de transición. Para un álcali o un hidruro de metales de tierra alcalina, el enlace químico es más comúnmente de las variedades iónicas covalentes, iónicas e mixtas. El hidruro de níquel, utilizado en la fabricación de baterías vehiculares, se forma combinando los elementos a alta presión. Este hidruro metálico exhibe una diferentetipo de enlace químico, que se cree que es esencial para el proceso de almacenamiento de hidrógeno.

El hidruro de níquel se asemeja hasta cierto punto el hidruro de su compañero de metal de transición, Palladium. Estos dos elementos se unen con hidrógeno a través de una variedad de enlaces metálicos llamados "enlaces intersticiales". En este tipo de enlace, los átomos más grandes tienen átomos más pequeños, en este caso hidrógeno, insertados entre ellos. Sin requerir las condiciones estrictas necesarias para el níquel, el hidruro de paladio se forma a temperatura ambiente y presión atmosférica, almacenando hasta 900 veces su volumen en hidrógeno. Aunque el paladio es prohibitivamente costoso, teóricamente podría usarse y presentaría un medio más seguro y más eficiente para transportar hidrógeno vehicular que los tanques de gas a presión.

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Los átomos de paladio son casi 5.5 veces más grandes que los del hidrógeno. Los átomos de níquel son 4.6 veces más grandes que el hidrógeno. Esta COmpara una relación de 2.1 veces para el hierro y el carbono, que se unen interstitialmente para formar acero al carbono. Cualquiera que sea la relación de tamaño atómico de la relación, tiene la facilidad de la inserción difusiva, esta correlación en la unión a la del acero al carbono indica que tanto el níquel como los hidruros de paladio son de forma de aleación.

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Si los hidruros se consideran contendientes serios para su uso, se deben enfrentar algunos desafíos; un ejemplo de esto se puede ver en el almacenamiento de combustible. Por un lado, como el gas de hidrógeno se difunde en un metal, rápidamente acumula una presión de retroceso que ralentiza la difusión adicional. Dopar el metal primario con otro elemento metálico puede disminuir esta tendencia. Otro problema es que con cada ciclo repetido, el sustrato de metal de hidruro se expande y contrata. Las piezas de sustrato pueden descomponerse en partículas más pequeñas, produciendo multas que se convierten en una fuente de dificultad a menos que se filtren. Finalmente, los hidruros deben superar a los contendientes, que incluyen hidrógeno posiblemente licuado y boro líquido-hycomplejos de drogenes.