Водород в металлах
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Гидриды металлов и интерметаллидов — их соединение с водородом.
Содержание |
[править] Системы водород — металл
Системы водород — металл часто являются прототипами при изучении ряда фундаментальных физических свойств. Предельная простота электронных свойств и малая массы атомов водорода позволяют анализировать явления на микроскопическом уровне. Рассматриваются следующие задачи:
- Перестройка электронной плотности вблизи протона в сплаве с малыми концентрациями водорода вкючая сильное электрон-ионное взаимодействие
- Определение косвенного взаимодействия в металлической матрице через возмущение «электронной жидкости» и деформацию кристаллической решётки.
- При больших концентрациях водорода возникает проблема формирования металлического состояния в сплавах с нестехиометрическим составом.
[править] Сплавы водород — металл
Водород, локализованный в междоузлиях металлической матрицы слабо искажает кристаллическую решётку. С точки зрения статистической физики реализуется модель взаимодействующего «решёточного газа». Особый интерес представляет исследование термодинамических и кинетических свойств вблизи точек фазового перехода. При низкихтемпературах образуется квантовая подсистема с большой энергией нулевых колебаний и с большой амплитудой смещения. Это позволяет изучать квантовые эффекты при фазовых превращениях. Большая подвижность атомов водорода в металле делает возможным изучение процессов диффузии. Другим направлением исследований являются физика и физхимия поверхностных явлений взаимодействия водорода с металлами: распад молекулы водорода и адсорбция на поверхности атомарного водорода. Особый интерес представляет случай, когда начальное состояние водорода является атомарным, а конечное — молекулярным. Это важно при создании метастабильных металл-водородных систем.
[править] Применение систем водород — металл
- Очистка водорода и водородные фильтры
- Порошковая металлургия
- Использование металлогидридов в ядерных реакторах в качестве замедлителей, отражателей и т. д.
- Разделение изотопов
- Термоядерные реакторы — извлечение трития из лития
- Устройства для диссоциации воды
- Электроды для топливных элементов и батарей
- Аккумуляция водорода для автомобильных двигателей на базе металлогидридов
- Тепловые насосы на базе металлогидридов, включая кондиционеры для автотранспорта и жилища
- Преобразователи энергии для тепловых электростанций
[править] Интерметаллические металлогидриды
Гидриды интерметаллических соединений нашли широкое применение в промышленности. Основная часть перезаряжаемых батарей и аккумуляторов, например, для сотовых телефонов, переносных компьютеров (ноутбуков), фото- и видеокамер содержит электрод из металлогидрида. Такие аккумуляторы являются экологическт чистыми, так как не содержат кадмия.
 |
Эта статья в настоящее время перерабатывается Во избежание столкновений правок, согласуйте свои внесения с активным редактором. Это замечание не должно висеть дольше недели. |
