Kovové a intermetalické hydridy
Hydridy kovů a intermetalické sloučeniny - jejich sloučeniny s vodíkem .
Systémy vodík-kov
Systémy vodík-kov jsou často prototypy při studiu řady základních fyzikálních vlastností. Extrémní jednoduchost elektronických vlastností a nízká hmotnost atomů vodíku umožňují analyzovat jevy na mikroskopické úrovni. Zvažují se následující úkoly:
- Přeskupení elektronové hustoty v blízkosti protonu ve slitině s nízkou koncentrací vodíku, včetně silné interakce elektron-ion
- Stanovení nepřímé interakce v kovové matrici prostřednictvím poruchy "elektronické tekutiny" a deformace krystalové mřížky.
- Při vysokých koncentracích vodíku vzniká problém tvorby kovového stavu ve slitinách s nestechiometrickým složením.
V poslední době je stále větší pozornost věnována vodíku jako zdroji levné energie. S řešením problému skladování a přepravy vodíku zaujme vodíková energie v blízké budoucnosti pravděpodobně vedoucí postavení. Vodík je vysoce rozpustný v mnoha kovech, nejlépe v palladiu Pd (v jednom objemu Pd je rozpuštěno 850 objemů vodíku). Tato vlastnost umožňuje uvažovat o systému „vodík-kov“ v oblasti technologie skladování a přepravy vodíku. Vodík lze skladovat a přepravovat ve formě pevných hydridů kovů a intermetalických sloučenin schopných absorbovat a uvolňovat několik stovek objemů vodíku na jednotku hmotnosti při zahřátí.
Slitiny vodík - kov
Vodík lokalizovaný v mezerách kovové matrice mírně deformuje krystalovou mřížku. Z hlediska statistické fyziky je realizován model interagujícího „mřížkového plynu“. Zvláště zajímavé je studium termodynamických a kinetických vlastností v blízkosti bodů fázového přechodu. Při nízkých teplotách se vytváří kvantový subsystém s vysokou energií kmitů nulového bodu a s velkou amplitudou posunu. To umožňuje studovat kvantové efekty během fázových transformací. Vysoká pohyblivost atomů vodíku v kovu umožňuje studovat difúzní procesy . Další oblastí výzkumu je fyzika a fyzikální chemie povrchových jevů interakce vodíku s kovy: rozpad molekuly vodíku a adsorpce na povrchu atomárního vodíku. Zvláště zajímavý je případ, kdy výchozí stav vodíku je atomární a konečný stav je molekulární. To je důležité při vytváření metastabilních systémů kov-vodík.
Aplikace systémů vodík-kov
- Vodíkové čištění a vodíkové filtry
- Prášková metalurgie
- Využití hydridů kovů v jaderných reaktorech jako moderátorů, reflektorů atd.
- Izotopová separace
- Fúzní reaktory - extrakce tritia z lithia
- Zařízení pro disociaci vody
- Elektrody pro palivové články a baterie
- Zásobník vodíku pro automobilové motory na bázi hydridů kovů
- Tepelná čerpadla na bázi hydridů kovů, včetně klimatizací pro vozidla a domácnosti
- Měniče energie pro tepelné elektrárny
- Skladování a přeprava vodíku
Intermetalické hydridy kovů
Hydridy intermetalických sloučenin našly široké uplatnění v průmyslu. Značná část dobíjecích baterií a akumulátorů (označovaných NiMH ), například pro mobilní telefony, přenosné počítače ( notebooky ), fotoaparáty a videokamery, obsahovala metalhydridovou elektrodu. Takové baterie jsou šetrné k životnímu prostředí, protože neobsahují kadmium .
Poznámky
Literatura
- Khomchenko, G.P. Příručka o chemii pro uchazeče o studium na univerzitách: učebnice. vypořádání .. - 5., opraveno. a doplňkové - M . : Vyšší škola, 1972. - BBK X56 . - MDT 54 .
- Obecná chemie ve vzorcích, definice, schémata: účet. vyrovnání / I. E. Shimanovich, M. L. Pavlovich, V. F. Tikavy, P. M. Malashko; vyd. V. F. Tikavogo. - Mn. : Universitetskaya, 1996. - S. 22−23. — 528 s. : nemocný. - BBC 24ya73 . - MDT 54 (075,8) . — ISBN 385-09-0033-4 .
- Balezin, S.A. Workshop o anorganické chemii: učebnice. pos.dlya stud. chemický biol. učitel fakult. inst-ov / S. A. Balezin, G. S. Razumovsky, A. I. Filko. - 4., přidej. - M . : Vzdělávání, 1967. - BBK B20 . - UDC 346 (076,5) .
- Delimarsky, Yu. K. Anorganická chemie: vybrané kapitoly. - K . : Vishcha school, 1973. - Ch. IV: Sloučeniny vodíku. — S. 109−. — 196 s. : tab. 38, nemocný. 49, bibl. 20. - BBK D29 . - UDC 546 (07) .
- Antonova, M. M. Preparative chemistry of hydrides / M. M. Antonova, R. A. K. Morozova. - K . : Naukova Dumka, 1976. - 99 s. : nemocný. 20, tab. 2. - UDC 541 .
- Potapov, V. M. §6. Sodík a draslík // Chemie: učebnice. / V. M. Potapov, G. P. Chomčenko. - M . : Vyšší škola, 1982. - S. 171. - 367 s. : nemocný. - BBC 24 . - UDC 54 (075) .
- Mikheeva, V. I. Hydrides of rare earth metals / V. I. Mikheeva, M. E. Kost // Advances in Chemistry. - 1960. - T. 29, vydání. 1. — S. 55–73.
Odkazy
