Palládium-hidrid

fémes palládium, amely kristályrácsában nagy mennyiségű hidrogént tartalmaz

A palládium-hidrid fémes palládium, amely kristályrácsában jelentős mennyiségű hidrogént tartalmaz. Neve ellenére nem ionos hidrid, hanem palládium fémes hidrogénnel alkotott ötvözete, PdHx képlettel. [1]

A palládium általi hidrogénabszorpció reverzibilis, ezért a hidrogén tárolására vonatkozóan vizsgálták. [2] Palládiumelektródákat használtak néhány hidegfúziós kísérletben, mivel úgy gondolták, hogy a hidrogént a palládiumatomok közé lehet "préselni", hogy azok alacsonyabb hőmérsékleten fuzionáljanak, mint ami egyébként szükséges lenne.

TörténeteSzerkesztés

A hidrogén gáz palládium általi abszorpcióját először Thomas Graham jegyezte fel 1866-ban. Az elektrolitikusan előállított hidrogén abszorpcióját, ahol a hidrogént palládiumkatódba abszorbeálták, először 1939-ben dokumentálták. [2] Graham PdH0,75 összetételű ötvözetet állított elő.

SzerkezeteSzerkesztés

A fémek rácsokban helyezkednek el, és fémhidridek képződésekor a hidrogénatomok a rács intersticiális helyeire helyezkednek el. Ez a helyzet a palládium-hidrid esetében is. Amikor a palládiumrács felülete érintkezésbe kerül egy hidrogénmolekulával, a két hidrogénatom elszakad egymástól, és mindegyik egy intersticiális helyre abszorbeálódik. A hidrogén intersticiális elhelyezése nem sztöchiometrikus elegyhez vezethet, ahol a palládium és a hidrogén aránya nem ábrázolható természetes számmal .

A hidrogén és a palládium aránya az oldatban  . Amikor a Pd-t 1 atm nyomású hidrogénes közegbe tesszük, x megközelíti a 0,7-et. A szupravezetés eléréséhez szükséges koncentráció azonban magasabb, azért a hidrogénkoncentrációt 75%-ra kell növelni. [3] Ez három különböző útvonalon történik. Ismeretes, hogy a hidrogén könnyen deszorbeálódik a palládiumból; ezért fokozott gondot kell fordítani a palládium hidrogén-deszorpciójának megakadályozására.


Kémiai szerkezet és tulajdonságokSzerkesztés

A palládiumot néha metaforikusan "fémszivacsnak" nevezik, mert úgy szívja fel a hidrogént, "mint a szivacs a vizet". Szobahőmérsékleten és légköri nyomáson a palládium a saját térfogatának 900-szorosát képes elnyelni. [4] 1995 óta megoldható a hidrogén abszorpciója, majd több ezer cikluson keresztüli deszorpciója. [5]

A palládium-hidrid szupravezető, amelynek átmeneti hőmérséklete x ~ 1 esetén 9 K. (A tiszta palládium nem szupravezető). A fajlagos ellenállás csökkenését figyelték meg alacsonyabb hőmérsékleten (-273 K-ig) hidrogénben gazdag ( x ~ 1), nem sztöchiometrikus palládium-hidridben, és szupravezető állapotba való átmenetként értelmezték. [6] [7] [8] Ezeket az eredményeket megkérdőjelezték [9] , és eddig nem erősítették meg.

JegyzetekSzerkesztés

  1. Manchester (1994. február 1.). „The H-Pd (hydrogen-palladium) System”. Journal of Phase Equilibria 15 (1), 62–83. o. DOI:10.1007/BF02667685.  
  2. a b Grochala (2004. március 1.). „Thermal Decomposition of the Non-Interstitial Hydrides for the Storage and Production of Hydrogen”. Chemical Reviews 104 (3), 1283–1316. o. DOI:10.1021/cr030691s. PMID 15008624.  
  3. Kawae (2020. május 15.). „Superconductivity in Palladium Hydride Systems”. Journal of the Physical Society of Japan 89 (5), 051004. o. DOI:10.7566/JPSJ.89.051004.  
  4. Ralph Wolf; Khalid Mansour. "The Amazing Metal Sponge: Soaking Up Hydrogen" Archiválva 2015. november 16-i dátummal a Wayback Machine-ben.. 1995.
  5. "Extending the Life of Palladium Beds" Archiválva 2015. október 31-i dátummal a Wayback Machine-ben..
  6. Tripodi (2003. május 1.). „Possibility of high temperature superconducting phases in PdH”. Physica C: Superconductivity 388-389, 571–572. o. DOI:10.1016/S0921-4534(02)02745-4.  
  7. Tripodi (2004. augusztus 1.). „Superconductivity in PdH: phenomenological explanation”. Physica C: Superconductivity 408-410, 350–352. o. DOI:10.1016/j.physc.2004.02.099.  
  8. Tripodi (2007). „A review of high temperature superconducting property of PdH system”. International Journal of Modern Physics B 21 (18&19), 3343–3347. o. DOI:10.1142/S0217979207044524.  
  9. Baranowski (2007. június 1.). „Remarks on superconductivity in PdH”. Journal of Alloys and Compounds 437 (1–2), L4–L5. o. DOI:10.1016/j.jallcom.2006.07.082.  

FordításSzerkesztés

Ez a szócikk részben vagy egészben a Palladium hydride című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.