Hva er en hydrid?

Tradisjonelle hydrider er enkle forbindelser der hydrogen har en negativ ladning. De inneholder ofte en eller flere positive metallioner - som i for eksempel litiumaluminiumhydrid (LiAlH ₄ ). Disse stoffene er baser og er kraftige reduksjonsmidler som kan være farlige å håndtere. Likevel, i jakten på passende erstatninger for fossilt brensel, er metallhydrider ansett som sannsynlige kandidater. Dette kan være spesielt sant for overgangsmetallhydrider.

Noen av de mer vanlige tradisjonelle metallhydridene er natrium, kalsium og nikkel. Disse stoffene er henholdsvis kategorisert som hydrider av alkali, jordalkalium og overgangsmetaller. For et alkali- eller jordalkalimetallhydrid er kjemisk binding oftest av de kovalente, ioniske og blandede ioniske varianter. Nikkelhydrid, brukt til fremstilling av kjøretøybatterier, dannes ved å kombinere elementene under høyt trykk. Dette metalliske hydridet viser en annen type kjemisk binding, som antas å være essensiell for hydrogenlagringsprosessen.

Nikkelhydrid ligner til en viss grad hydridet på dets overgangsmetall, palladium. Disse to elementene forenes med hydrogen gjennom en rekke metalliske bindinger som kalles "interstitiell binding." I denne typen binding har større atomer mindre atomer - i dette tilfellet hydrogen - satt inn mellom seg. Palladiumhydrid dannes ikke ved strenge forhold som er nødvendig for nikkel ved romtemperatur og atmosfæretrykk, og lagrer opptil 900 ganger volumet i hydrogen. Selv om palladium er uoverkommelig dyrt, kan det teoretisk sett brukes og ville gi et sikrere, mer effektivt middel til å transportere kjøretøyhydrogen enn trykktanker med gass.

Palladiumatomer er nesten 5,5 ganger så store som hydrogen. Nikkelatomer er 4,6 ganger større enn hydrogen. Dette sammenliknes med et forhold på 2,1 ganger for jern og karbon, som binder seg interstitielt til å danne karbonstål. Uansett hvilket atomstørrelsesforhold som ligger i forhold til den enkle diffusjonsinnsetting, indikerer denne sammenhengen i binding til karbonstål at både nikkel og palladiumhydrid er legeringer av slags.

Hvis hydrider skal anses som alvorlige utfordrere for bruk, må noen utfordringer imøtekommes - ett eksempel på dette kan sees i lagring av drivstoff. For en, når hydrogengass diffunderes til et metall, bygger den raskt opp et mottrykk som bremser den videre diffusjonen. Doping av primærmetallet med et annet metallisk element kan redusere denne tendensen. Et annet problem er at med hver gjentatt syklus utvider hydridmetallsubstratet og trekker seg sammen. Underlagsstykker kan brytes ned i mindre partikler og gi bøter som blir en kilde til vanskelighet med mindre de blir filtrert ut. Endelig må hydrider utføre utøverne, som inkluderer muligens flytende hydrogen og flytende bor-hydrogen-komplekser.