Hidruros metálicos e intermetálicos
Hidruros de metales y compuestos intermetálicos - sus compuestos con hidrógeno .
Sistemas de hidrógeno-metal
Los sistemas de hidrógeno-metal suelen ser prototipos en el estudio de una serie de propiedades físicas fundamentales. La extrema simplicidad de las propiedades electrónicas y la baja masa de los átomos de hidrógeno hacen posible analizar fenómenos a nivel microscópico. Se consideran las siguientes tareas:
- Reordenamiento de la densidad electrónica cerca de un protón en una aleación con bajas concentraciones de hidrógeno, incluida una fuerte interacción electrón-ion
- Determinación de la interacción indirecta en una matriz metálica mediante la perturbación del "fluido electrónico" y la deformación de la red cristalina.
- A altas concentraciones de hidrógeno, surge el problema de la formación de un estado metálico en aleaciones con una composición no estequiométrica .
Recientemente, se ha prestado cada vez más atención al hidrógeno como fuente de energía barata. Con la solución del problema del almacenamiento y transporte de hidrógeno, la energía del hidrógeno probablemente ocupará una posición de liderazgo en un futuro próximo. El hidrógeno es altamente soluble en muchos metales, el mejor de todos en paladio Pd (850 volúmenes de hidrógeno se disuelven en un volumen de Pd). Esta propiedad permite considerar el sistema "hidrógeno-metal" en el campo de la tecnología de almacenamiento y transporte de hidrógeno. El hidrógeno se puede almacenar y transportar en forma de hidruros metálicos sólidos y compuestos intermetálicos capaces de absorber y liberar varios cientos de volúmenes de hidrógeno por unidad de masa cuando se calienta.
Aleaciones hidrógeno - metal
El hidrógeno localizado en los intersticios de la matriz metálica distorsiona ligeramente la red cristalina. Desde el punto de vista de la física estadística, se realiza el modelo de un "gas reticular" que interactúa. De particular interés es el estudio de las propiedades termodinámicas y cinéticas cerca de los puntos de transición de fase. A bajas temperaturas, se forma un subsistema cuántico con una alta energía de oscilaciones de punto cero y con una gran amplitud de desplazamiento. Esto hace posible estudiar los efectos cuánticos durante las transformaciones de fase. La alta movilidad de los átomos de hidrógeno en un metal permite estudiar los procesos de difusión . Otra área de investigación es la física y la química física de los fenómenos superficiales de la interacción del hidrógeno con los metales: la descomposición de una molécula de hidrógeno y la adsorción en la superficie del hidrógeno atómico. De particular interés es el caso cuando el estado inicial del hidrógeno es atómico y el estado final es molecular. Esto es importante cuando se crean sistemas de metal-hidrógeno metaestables.
Aplicación de sistemas de hidrógeno-metal
- Purificación de hidrógeno y filtros de hidrógeno.
- Metalurgia de polvos
- El uso de hidruros metálicos en reactores nucleares como moderadores, reflectores, etc.
- separación de isótopos
- Reactores de fusión: extracción de tritio a partir de litio
- Dispositivos de disociación de agua
- Electrodos para pilas de combustible y baterías.
- Almacenamiento de hidrógeno para motores de automoción a base de hidruros metálicos
- Bombas de calor a base de hidruros metálicos, incluidos acondicionadores de aire para vehículos y viviendas
- Convertidores de energía para centrales térmicas
- Almacenamiento y transporte de hidrógeno.
Hidruros de metales intermetálicos
Los hidruros de compuestos intermetálicos han encontrado una amplia aplicación en la industria. Una proporción significativa de baterías y acumuladores recargables (denominados NiMH ), por ejemplo, para teléfonos celulares, computadoras portátiles ( laptops ), cámaras y videocámaras contenían un electrodo de hidruro metálico. Estas baterías son respetuosas con el medio ambiente, ya que no contienen cadmio .
Notas
Literatura
- Khomchenko, G.P. Un manual de química para aspirantes a universidades: libro de texto. liquidación.. - 5º, corregido. y adicional - M. : Escuela Superior, 1972. - BBK X56 . - CDU 54 .
- Química general en fórmulas, definiciones, esquemas: cuenta. asentamiento / I. E. Shimanovich, M. L. Pavlovich, V. F. Tikavy, P. M. Malashko; edición V. F. Tikavogo. - Mn. : Universitetskaya, 1996. - S. 22−23. — 528 pág. : enfermo. - BBC 24ya73 . - CDU 54 (075.8) . — ISBN 385-09-0033-4 .
- Balezin, S.A. Taller de química inorgánica: libro de texto. semental pos.dlya. bioquímica profesor de facultades. inst-ov / S. A. Balezin, G. S. Razumovsky, A. I. Filko. - 4º, añadir. - M. : Educación, 1967. - BBK B20 . - CDU 346 (076.5) .
- Delimarsky, Yu. K. Química inorgánica: capítulos seleccionados. - K. : Escuela Vishcha, 1973. - Cap. IV: Compuestos de hidrógeno. — P. 109−. — 196 págs. : pestaña. 38, enfermo. 49, biblia. 20.- BBK D29 . - UDC 546 (07) .
- Antonova, M. M. Química preparativa de hidruros / M. M. Antonova, R. A. K. Morozova. - K. : Naukova Dumka, 1976. - 99 p. : enfermo. 20, tab. 2.- UDC 541 .
- Potapov, V. M. §6. Sodio y potasio // Química: libro de texto. / V. M. Potapov, G. P. Khomchenko. - M. : Escuela Superior, 1982. - S. 171. - 367 p. : enfermo. - BBC 24 . - CDU 54 (075) .
- Mikheeva, V. I. Hidruros de metales de tierras raras / V. I. Mikheeva, M. E. Kost // Avances en química. - 1960. - T. 29, núm. 1. — S. 55–73.
Enlaces
