hydridevorming

Hydridevorming verwijst naar het proces waarbij waterstof (H2) reageert met een element, meestal een metaal of een metaalachtig element, om een hydride te vormen (MHx). Hydride kunnen interstitiële hydrides zijn, waarin waterstofatomen in het metaalrooster diffunderen en in interstitiële posities terechtkomen, of ionische hydrides, waarin waterstof zich gedraagt als hydride-ion H− in een zouthybride-achtige matrix (bijvoorbeeld LiH, NaH, CaH2).

Mechanismen en typen: Interstitiële hydrides ontstaan doordat waterstofatomen in het kristalrooster diffunderen en de ruimten ertussen bezetten zonder het rooster in belangrijke mate te veranderen. Ionische hydrides ontstaan door directe reactie van uiterst elektropositieve metalen met H2 onder geschikte thermodynamische omstandigheden, waardoor MHx ontstaat (meestal met x tussen 1 en 2). De vorming is meestal exotherm en kan onder bepaalde omstandigheden reversibel zijn.

Eigenschappen en toepassingen: Hydridevorming is cruciaal voor waterstofopslag en -transport. Hydridematerialen kunnen waterstof opnemen bij bepaalde druk- en temperatuurniveaus en weer vrijgeven wanneer de omstandigheden veranderen. Voorbeelden zijn MgH2 (hoge gravimetrische capaciteit), TiH2 en PdHx, die belangrijke rollen spelen in opslag, katalyse en materialen voor hernieuwbare energie. De bruikbaarheid hangt af van reversibiliteit, kinetiek van waterstofdiffusie en de thermodynamische eigenschappen.

Analyse en veiligheid: Characterisatie gebeurt met X-ray diffractie (XRD), druk-compositie isothermen (PCT), calorimetrie en thermische analysetechnieken (DSC/TGA). Hydridevorming vereist veilige hantering van waterstof en controle van druk en temperatuur.