Bir Hidrit Nedir?

Geleneksel hidritler, hidrojenin negatif bir yük taşıdığı basit bileşiklerdir. Genellikle bir veya daha fazla pozitif metal iyonu içerirler - örneğin, lityum alüminyum hidrit (LiAlH4). Bu maddeler bazlardır ve kullanımı tehlikeli olabilecek güçlü indirgeyici ajanlardır. Bununla birlikte, fosil yakıtlar için uygun yer değiştirme arayışında, metal hidritler muhtemel adaylar olarak kabul edilir. Bu özellikle geçiş metali hidritleri için geçerli olabilir.

Daha yaygın olan geleneksel metal hidritlerin bazıları, sodyum, kalsiyum ve nikeldir. Bu maddeler sırasıyla alkali, toprak alkali ve geçiş metallerinin hidritleri olarak sınıflandırılır. Bir alkali veya bir toprak alkali metal hidrit için, kimyasal bağ en yaygın olarak kovalent, iyonik ve karışık iyonik çeşitlerdir. Taşıt akülerinin imalatında kullanılan nikel hidrit, elementlerin yüksek basınç altında birleştirilmesiyle oluşur. Bu metalik hidrit, hidrojen depolama işlemi için gerekli olduğuna inanılan farklı bir kimyasal bağ sergiler.

Nikel hidrit, bir dereceye kadar kendi geçiş metali olan paladyumunun hidritine benzer. Bu iki element, "interstitial bonding" adı verilen çeşitli metalik bağ yoluyla hidrojen ile birleşir. Bu tür bir bağlanmada, daha büyük atomlar daha küçük atomlara sahiptir - bu durumda hidrojen - aralarına yerleştirilmişlerdir. Nikel için gereken katı şartlara ihtiyaç duymayan paladyum hidrit, oda sıcaklığında ve atmosferik basınçta oluşur, bu miktar hacminin 900 katına kadar hidrojen depolar. Palladyum son derece pahalı olmasına rağmen, teorik olarak kullanılabilir ve basınçlı gaz tanklarından daha güvenli, daha verimli ve taşıt hidrojen taşıma araçları sunar.

Paladyum atomları, hidrojen atomlarının yaklaşık 5.5 katı büyüklüktedir. Nikel atomları hidrojenden 4,6 kat daha büyüktür. Bu, karbon çeliğini oluşturmak üzere arada bir şekilde bağlanan demir ve karbon için 2.1 kat ile karşılaştırır. Atomik boyut oranı, difüzif sokma kolaylığı ile ilişkili ne olursa olsun, karbon çeliğine bağlanmadaki bu korelasyon hem nikel hem de paladyum hidridlerin çeşit alaşımları olduğunu gösterir.

Hidritlerin kullanım için ciddi bir rakip olduğu düşünülüyorsa, bazı zorluklarla karşılaşılmalıdır - bunun bir örneği yakıt deposunda görülebilir. Birincisi, hidrojen gazı bir metal içine difüze edildiği için, hızla difüzyonu yavaşlatan bir geri basınç oluşturur. Birincil metalin başka bir metalik element ile katlanması, bu eğilimi azaltabilir. Diğer bir problem, tekrarlanan her döngüde, hidrit metal substratının genişlemesi ve büzülmesidir. Substrat parçaları daha küçük partiküllere ayrılarak, filtrelenmedikçe güçlük yaratan para cezaları üretebilir. Son olarak, hidritler, muhtemelen sıvılaştırılmış hidrojen ve sıvı bor-hidrojen kompleksleri içeren, sınırlandırıcıların performansını sağlamalıdır.