什么是氫化物(Hydride)？
傳統氫化物是一種簡單的化合物，其中氫帶有負電荷。它們通常含有一個或多個正金屬離子，例如鋰鋁氫化物（LiAlH4）。這些物質是堿，是強大的還原劑，處理起來很危險。然而，在尋找合適的替代品時對于礦物燃料，金屬氫化物被認為是可能...
傳統氫化物是一種簡單的化合物，其中氫帶有負電荷。它們通常含有一個或多個正金屬離子，例如鋰鋁氫化物（LiAlH4）。這些物質是堿，是強大的還原劑，處理起來很危險。然而，在尋找合適的替代品時對于礦物燃料，金屬氫化物被認為是可能的候選物。對于過渡金屬氫化物尤其如此。
氫原子在氫化物化合物中帶有負電荷。一些更常見的傳統金屬氫化物是鈉的氫化物，鈣和鎳。這些物質分別分為堿、堿土和過渡金屬的氫化物。對于堿金屬氫化物或堿土金屬氫化物，化學鍵合最常見的是共價、離子和混合離子。用于制造車輛電池的氫化鎳，這種金屬氫化物表現出一種不同的化學鍵，它被認為是儲氫過程中必不可少的。鎳氫化物在某種程度上類似于其他過渡金屬的氫化物，鈀。這兩種元素通過一種稱為"間隙鍵合"的金屬鍵與氫結合。在這種鍵合中，較大的原子之間插入了較小的原子，在這種情況下氫原子被插入其中。不需要鎳所需的嚴格條件，鈀氫化物在室溫和大氣中形成壓力，在氫氣中的儲存量高達其體積的900倍。雖然鈀的價格高得驚人，但理論上可以使用它，并且比加壓的氣罐提供了一種更安全、更有效的運輸汽車用氫的方法。鈀原子的體積是氫原子的5.5倍鎳原子比氫原子大4.6倍，而鐵和碳原子的比例是氫原子的2.1倍，鐵和碳之間通過間隙結合形成碳鋼。無論原子大小比與擴散插入的容易程度有什么關系，這種與碳鋼鍵合的關系表明，鎳和鈀氫化物都是合金。如果氫化物被認為是使用的有力競爭者，就必須應對一些挑戰——燃料儲存就是一個例子。例如，當氫氣擴散到金屬中時，它會很快形成一個背壓，減緩進一步擴散。在一次金屬中摻雜另一種金屬元素可能會減少這種趨勢。另一個問題是，隨著每一次重復循環，氫化物金屬基底會膨脹和收縮。基底碎片會分解成更小的顆粒，最后，氫化物必須優于競爭對手，包括可能的液化氫和液態硼氫絡合物。
氫原子在氫化物化合物中帶有負電荷。一些更常見的傳統金屬氫化物是鈉的氫化物，鈣和鎳。這些物質分別分為堿、堿土和過渡金屬的氫化物。對于堿金屬氫化物或堿土金屬氫化物，化學鍵合最常見的是共價、離子和混合離子。用于制造車輛電池的氫化鎳，這種金屬氫化物表現出一種不同的化學鍵，它被認為是儲氫過程中必不可少的。鎳氫化物在某種程度上類似于其他過渡金屬的氫化物，鈀。這兩種元素通過一種稱為"間隙鍵合"的金屬鍵與氫結合。在這種鍵合中，較大的原子之間插入了較小的原子，在這種情況下氫原子被插入其中。不需要鎳所需的嚴格條件，鈀氫化物在室溫和大氣中形成壓力，在氫氣中的儲存量高達其體積的900倍。雖然鈀的價格高得驚人，但理論上可以使用它，并且比加壓的氣罐提供了一種更安全、更有效的運輸汽車用氫的方法。鈀原子的體積是氫原子的5.5倍鎳原子比氫原子大4.6倍，而鐵和碳原子的比例是氫原子的2.1倍，鐵和碳之間通過間隙結合形成碳鋼。無論原子大小比與擴散插入的容易程度有什么關系，這種與碳鋼鍵合的關系表明，鎳和鈀氫化物都是合金。如果氫化物被認為是使用的有力競爭者，就必須應對一些挑戰——燃料儲存就是一個例子。例如，當氫氣擴散到金屬中時，它會很快形成一個背壓，減緩進一步擴散。在一次金屬中摻雜另一種金屬元素可能會減少這種趨勢。另一個問題是，隨著每一次重復循環，氫化物金屬基底會膨脹和收縮。基底碎片會分解成更小的顆粒，最后，氫化物必須優于競爭對手，包括可能的液化氫和液態硼氫絡合物。
- 發表于 2020-09-07 04:48
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- 分類：科學教育
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