什么是氢化物(Hydride)？

传统氢化物是一种简单的化合物，其中氢带有负电荷。它们通常含有一个或多个正金属离子，例如锂铝氢化物（LiAlH4）。这些物质是碱，是强大的还原剂，处理起来很危险。然而，在寻找合适的替代品时对于矿物燃料，金属氢化物被认为是可能的候选物。对于过渡金属氢化物尤其如此。氢原子在氢化物化合物中带有负电荷。一些更常见的传统金属氢化物是钠的氢化物，钙和镍。这些物质分别分为碱、碱土和过渡金属的氢化物。对于碱金属氢化物或碱土金属氢化物，化学键合最常见的是共价、离子和混合离子。用于制造车辆电池的氢化镍，这种金属氢化物表现出一种不同的化学键，它被认为是储氢过程中必不可少的。镍氢化物在某种程度上类似于其他过渡金属的氢化物，钯。这两种元素通过一种称为"间隙键合"的金属键与氢结合。在这种键合中，较大的原子之间插入了较小的原子，在这种情况下氢原子被插入其中。不需要镍所需的严格条件，钯氢化物在室温和大气中形成压力，在氢气中的储存量高达其体积的900倍。虽然钯的价格高得惊人，但理论上可以使用它，并且比加压的气罐提供了一种更安全、更有效的运输汽车用氢的方法。钯原子的体积是氢原子的5.5倍镍原子比氢原子大4.6倍，而铁和碳原子的比例是氢原子的2.1倍，铁和碳之间通过间隙结合形成碳钢。无论原子大小比与扩散插入的容易程度有什么关系，这种与碳钢键合的关系表明，镍和钯氢化物都是合金。如果氢化物被认为是使用的有力竞争者，就必须应对一些挑战——燃料储存就是一个例子。例如，当氢气扩散到金属中时，它会很快形成一个背压，减缓进一步扩散。在一次金属中掺杂另一种金属元素可能会减少这种趋势。另一个问题是，随着每一次重复循环，氢化物金属基底会膨胀和收缩。基底碎片会分解成更小的颗粒，最后，氢化物必须优于竞争对手，包括可能的液化氢和液态硼氢络合物。