Wat is een hydride?

Traditionele hydriden zijn eenvoudige verbindingen waarin waterstof een negatieve lading draagt. Ze bevatten vaak een of meer positieve, metaalionen - zoals bijvoorbeeld in lithiumaluminiumhydride (lialh ₄ ). Deze stoffen zijn bases en zijn krachtige reducerende middelen die gevaarlijk kunnen zijn om te hanteren. Niettemin worden met zoektocht naar geschikte vervangingen voor fossiele brandstoffen als waarschijnlijk kandidaten beschouwd. Dit kan met name het geval zijn voor overgangsmetaalhydriden.

Sommige van de meest voorkomende traditionele metaalhydriden zijn die van natrium, calcium en nikkel. Deze stoffen zijn respectievelijk gecategoriseerd als de hydriden van alkali, alkalische aarde en overgangsmetalen. Voor een alkali of een alkalische aardmetaalhydride is chemische binding meestal van de covalente, ionische en gemengde ionische variëteiten. Nikkelhydride, gebruikt bij de productie van batterijen van voertuigen, wordt gevormd door het combineren van de elementen onder hoge druk. Deze metaalhydride vertoont een andereSoort chemische binding, waarvan wordt aangenomen dat het essentieel is voor het waterstofopslagproces.

Nikkelhydride lijkt tot op zekere hoogte op het hydride van zijn collega -overgangsmetaal, palladium. Deze twee elementen verenigen zich met waterstof door een verscheidenheid aan metalen binding genaamd "interstitiële binding". Bij dit type binding hebben grotere atomen kleinere atomen - in dit geval waterstof - ertussen ingebracht. Palladiumhydride vereist niet de strenge omstandigheden die nodig zijn voor nikkel, vormt zich bij kamertemperatuur en atmosferische druk en bewaart tot 900 keer het volume in waterstof. Hoewel palladium onbetaalbaar is, zou het theoretisch kunnen worden gebruikt en zou het een veiliger, efficiëntere middelen presenteren om voertuigen waterstof te dragen dan onder druk staande gastanks.

Palladiumatomen zijn bijna 5,5 keer zo groot als die van waterstof. Nikkelatomen zijn 4,6 keer groter dan waterstof. Dit compares tot een verhouding van 2,1 keer voor ijzer en koolstof, die interstitiaal binden om koolstofstaal te vormen. Welke relatie -atoomgrootte verhouding ook is tot het gemak van diffuse insertie, deze correlatie in binding met die van koolstofstaal geeft aan dat zowel nikkel- als palladiumhydriden van soort legeringen zijn.

Als hydrides moeten worden beschouwd als serieuze kanshebbers voor gebruik, moeten er enkele uitdagingen worden bereikt - een voorbeeld hiervan is te zien in brandstofopslag. Ten eerste, omdat waterstofgas in een metaal wordt verspreid, bouwt het snel een tegendruk op die de verdere diffusie vertraagt. Het doteren van het primaire metaal met een ander metaalelement kan deze neiging verminderen. Een ander probleem is dat bij elke herhaalde cyclus het hydride -metaalsubstraat uitzet en contracteert. Substraatstukken kunnen afbreken in kleinere deeltjes, waardoor boetes worden geproduceerd die een moeilijkheidsbron worden, tenzij het wordt uitgefilterd. Ten slotte moeten hydriden de kanshebbers overtreffen, waaronder mogelijk vloeistof waterstof en vloeistof boor-hydrogene complexen.